Metabolismo de lipidos en celulas de aleurona de cebada -Hordeum vulgare L.- estimuladas con acido giberelico y luz

Abstract

La aleurona del grano de cebada (Hordeum vulgare L.) secreta enzimas que hidrolizan las reservas del endospema durante la germinación. La síntesis y secreción de una de ellas, la a-amilasa, se encuentra bajo regulación hormonal. Las giberelinas estimulan su síntesis y secreción y el ácido abscísico revierte el efecto causado por las giberelinas. Por esta razón, la aleurona de cebada es utilizada extensivamente como un sistema modelo para estudiar la transducción de la serial en respuesta a ambas hormonas. En el presente trabajo se propusieron los siguientes objetivos: a) establecer y caracterizar los modelos fosfolipídicos en membranas de aleurona de cebada bajo diferentes condiciones de trabajo oscuridad, luz, y presencia de efectores de lípido quinasas, b) estudiar los cambios metabólicos a nivel de fosfolípidos inducidos por ácido giberélico en células de aleurona. En correspondencia con el primer objetivo, se determinó el patrón de fosfolípidos producto de la actividad fosforilante de quinasas en la fracción de membranas de 105.000 g de aleurona en condiciones de luz y oscuridad. Los compuestos identificados por métodos cromatográficos fueron: fosfatidilinositol 4,5-bisfosfato (PIP2), fosfatidilinositol 4-monofosfato (PIP), diacilglicerol pirofosfato / ácido liso fosfatídico (DGPP / LPA) y ácido fosfatídico (PA). El diacilglicerol pirofosfato es un nuevo fosfolípido identificado por primera vez en membranas de células de aleurona de cebada. Este compuesto, derivado lipídico del ácido fosfatídico y producto de la actividad de la enzima fosfatidato quinasa, resultó ser el fosfolípido mas abundante cuando las membranas fueron fosforiladas con [73211ATP. Las propiedades enzimológicas tales como fosforilación de PA endógeno y exógeno, pH óptimo, estimulación con iones, sensibilidad a Tritón X-100 y espermina o insensibilidad a NEM de la fosfatidato quinasa de aleurona la presentan como una enzima que comparte cararterísticas con los organismos eucaióticos inferiores, Trzpanosoma cruzi y Saccharomyces cereviciae. Por otro lado, dos importantes reguladores de la germinación como la luz y el ácido giberélico modificaron las actividades de las diacilglicerol quinasa, fosfatidato quinasa y fosfoinosítido quinasas. La luz incrementó la actividad lípido quinasa total, siendo la fosfatidato quinasa la más afectada. La exposición a luz durante 45 mmn elevó particularmente la actividad fosfatidato quinasa, como consecuencia los niveles de diacilglicerol pirofosfato se elevaron; este hecho fue paralelo a una disminución en ácido fosfatídico. La exposición posterior y alternada de las aleuronas de semillas embebidas en luz u oscuridad permitió definir que el efecto lumínico no sólo indujo cambios en las actividades lípido quinasas, sino que el mismo fue dependiente de las condiciones previas de imbibición; además, la presencia de iones en el medio ejercieron también un efecto activador. La estimulación del tejido de aleurona con ácido giberélico mostró un comportamiento similar al de la luz, o sea incrementó la actividad fosforilante total del sistema y a los 5 mmn se detectó un pico de ácido fosfatídico producto de la fosforilación del diacilglicerol. La combinación de ambos estímulos no mostró un efecto sinérgico en el tejido preincubado en luz en diferentes intérvalos de tiempo (5 a 30 mm). Por lo expuesto se sugiere que el ácido giberélico desencadenaría su efecto a través de la activación del ciclo del inositol fosfato, diacil glicerol quinasa y fosfatidato quinasa. Este sistema estaría orientado probablemente a atenuar la serial del ácido fosfatídico producido por ácido abscísico. Así, el estímulo evaluado podría ser uno de los primeros eventos para romper la inhibición que impone el ácido abscísico a la germinación.