Characterization of a Digestive α-Amylase in the Midgut of Pieris brassicae L. (Lepidoptera: Pieridae)

نویسندگان

  • Ali Sharifloo
  • Arash Zibaee
  • Jalal J. Sendi
  • Khalil Talebi Jahroumi
چکیده

The current study deals with a digestive α-amylase in the larvae of Pieris brassicae L. through purification, enzymatic characterization, gene expression, and in vivo effect of a specific inhibitor, Acarbose. Although α-amylase activity was the highest in the whole gut homogenate of larvae but compartmentalization of amylolytic activity showed an equal activity in posterior midgut (PM) and anterior midgut (AM). A three step purification using ammonium sulfate, Sepharyl G-100 and DEAE-Cellulose Fast flow revealed an enzyme with a specific activity of 5.18 U/mg, recovery of 13.20, purification fold of 19.25 and molecular weight of 88 kDa. The purified α-amylase had the highest activity at optimal pH and temperature of 8 and 35°C. Also, the enzyme had V max values of 4.64 and 3.02 U/mg protein and K m values of 1.37 and 1.74% using starch and glycogen as substrates, respectively. Different concentrations of acarbose, ethylenediamine tetraacetic acid, and ethylene glycol-bis (β-aminoethylether) N, N, N', N'-tetraacetic acid significantly decreased activity of the purified α-amylase. The 4th instar larvae of P. brassicae were fed on the treated leaves of Raphanus sativus L. with 0.22 mM of Acarbose to find in vivo effects on nutritional indices, α-amylase activity, and gene expression. The significant differences were only found in conversion efficiency of digested food, relative growth rate, and metabolic cost of control and fed larvae on Acarbose. Also, amylolytic activity significantly decreased in the treated larvae by both biochemical and native-PAGE experiments. Results of RT-PCR revealed a gene with 621 bp length responsible for α-amylase expression that had 75% identity with Papilio xuthus and P. polytes. Finally, qRT-PCR revealed higher expression of α-amylase in control larvae compared to acarbose-fed ones.

برای دانلود متن کامل این مقاله و بیش از 32 میلیون مقاله دیگر ابتدا ثبت نام کنید

ثبت نام

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

Biochemical characterization of digestive proteases of Pieris brassicae (Lepidoptera: Pieridae) feeding on cruciferous hosts

Pieris brassicae is one of the most serious pests of cultivated crucifers in the world. The present experiment is intended to determine the proteolytic digestion of fifth instar larvae and the effects of four cruciferous hosts to P. brassicae nutritional physiology. Brassica oleracea var. botrytis, Brassica oleracea var. capitata, Brassica oleracea var. italica and Brassica oleracea var. viridi...

متن کامل

ترکیب‌های محافظ سرما در شفیره‌های آزمایشگاهی و زمستان‌گذران سفیدۀ بزرگ کلم Pieris brassicae (Lepidoptera: Pieridae)

سفیدۀ بزرگ کلم Pieris brassicae (L.)، از آفات مهم گیاهان خانوادۀ چلیپاسانان بوده که به‌صورت شفیره روی گیاهان مختلف یا دیگر پناهگاه‌ها، زمستان را پشت سر می‌گذارد. در زمینۀ تغییرپذیری فیزیولوژیکی این آفت در طول زمستان که آن را در برابر دماهای پایین متحمل می‌سازد اطلاعات کمی در دست است. لذا در این بررسی، ترکیب‌های محافظ سرما در حشرات گردآوری‌شده در ماه‌های پاییز و زمستان و همچنین شفیره‌های آزمایشگ...

متن کامل

بررسی زمستان‌گذرانی و تحمل به سرما در شفیره‌های سفیدة بزرگ کلم، Pieris brassicae (Lepidoptera: Pieridae) در ایران

سفیدة بزرگ کلمPieris brassicae  از آفات مهم کلمیان ‌است که زمستان را به صورت شفیره در پناهگاه‌های مختلف به‌سر‌می‌برد. با افزایش سطح زیرکشت دانه‌های روغنی بر اهمیت این آفت در کشور افزوده شده است. با وجود این، در خصوص چگونگی زمستان‌گذرانی این آفت اطلاعات بسیار ناچیزی در دست است. لذا، در این مطالعه شفیره‌های زمستان‌گذران طی ماه‌های‌های آبان 1391 تا فروردین 1392 جمع‌آوری شد و وضعیت دیاپوزی، نقطة ان...

متن کامل

Effects of a lectin from Polygonum persicaria L. on Pieris brassicae L. (Lepidoptera: Pieridae)

In the current study, the entomotoxic effects of a lectin, extracted from Polygonum persicaria, were determined on Pieris brassicae larvae. The purified molecule significantly decreased larval survival, weight, and mass protein. Different concentrations of P. persicaria agglutinin (PPA) (0.5, 1 and 2 mg/ml) significantly decreased nutritional indices including: the efficiency of conversion of i...

متن کامل

Porphobilinogen Synthase from the Butterfly, Pieris brassicae: Purification and Comparative Characterization

Porphobilinogen represents a key building block of tetrapyrroles serving as functional ligands of many vitally important proteins. Here we report the first purification of porphobilinogen synthase (PBGS) from whole insects by sequentially employing two modes of native electrophoresis on polyacrylamide gels subsequent to more conventional procedures. Using adults of Pieris brassicae L. (Lepidopt...

متن کامل

ذخیره در منابع من


  با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

برای دانلود متن کامل این مقاله و بیش از 32 میلیون مقاله دیگر ابتدا ثبت نام کنید

ثبت نام

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

عنوان ژورنال:

دوره 7  شماره 

صفحات  -

تاریخ انتشار 2016