view in publisher's site

Regulation of an important glycolytic enzyme, pyruvate kinase, through phosphorylation in the larvae of a species of freeze‐tolerant insect, Eurosta solidaginis

Abstract Larvae of the goldenrod gall fly, Eurosta solidaginis, rely on a freeze tolerance strategy to survive the sub‐zero temperatures of Canadian winter. Critical to their survival is the accumulation of polyol cryoprotectants and global metabolic rate depression, both of which require the regulation of glycolysis and reorganization of carbohydrate metabolism. This study explored the role that pyruvate kinase (PK) regulation plays in this metabolic reorganization. PK was purified from control (5 °C‐acclimated) and frozen (−15 °C‐acclimated) larvae and enzyme kinetic properties, structural stability, and post‐translational modifications were examined in both enzyme forms. The Km phosphoenolpyruvate (PEP) of frozen PK was 20% higher than that of control PK, whereas the Vmax of frozen PK was up to 50% lower than that of control PK at the lowest assay temperature, suggesting inhibition of the enzyme during the winter. Additionally, the activity and substrate affinity of both forms of PK decreased significantly at low assay temperatures, and both forms were regulated allosterically by a number of metabolites. Pro‐Q™ Diamond phosphoprotein staining and immunoblotting experiments demonstrated significantly higher threonine phosphorylation of PK from frozen animals while acetylation and methylation levels remained constant. Together, these results indicate that PK exists in two structurally distinct forms in E. solidaginis. In response to conditions mimicking the transition to winter, PK appears to be regulated to support metabolic rate depression, the accumulation of polyol cryoprotectants, and the need for extended periods of anaerobic carbohydrate metabolism to allow the animal to survive whole‐body freezing.

تنظیم یک آنزیم گلیکولیتیک مهم، پیروات کیناز، از طریق فسفریلاسیون در لارو یک گونه از حشرات متحمل به یخ‌زدگی، یوروستا سالیگنیس

چکیده مگس گال گلدنرود، یوروستا الیگاگینیس، برای زنده ماندن در دماهای زیر صفر زمستان کانادا، بر استراتژی تحمل یخ‌زدگی تکیه می‌کند. تجمع مواد محافظ در برابر سرما و کاهش نرخ متابولیک جهانی، که هر دو نیازمند تنظیم گلیکولیز و سازماندهی مجدد متابولیسم کربوهیدرات هستند، برای بقای آن‌ها حیاتی است. این مطالعه به بررسی نقش تنظیم آنزیم پیروات کیناز (PK)در این سازماندهی مجدد متابولیک می‌پردازد. PK از لاروهای کنترل (۵ درجه سانتی گراد سازگار شده)و منجمد (۱۵ درجه سانتی گراد سازگار شده)تصفیه شد و ویژگی‌های کینتیک آنزیم، ثبات ساختاری، و تغییرات پس از ترجمه در هر دو شکل آنزیم مورد بررسی قرار گرفت. در حالی که Vmax PK منجمد تا ۵۰ % کم‌تر از کنترل PK در پایین‌ترین دمای سنجش بود که نشان‌دهنده مهار آنزیم در طول زمستان بود. علاوه بر این، فعالیت و میل ترکیبی سوبسترا هر دو شکل PK به طور قابل‌توجهی در دماهای پایین سنجش کاهش یافت و هر دو شکل به طور آلوفضایی توسط تعدادی از متابولیت ها تنظیم شدند. رنگ‌آمیزی فسفو پروتئین الماس و آزمایش‌ها ایمونوبلاتینگ نشان داد که فسفریلاسیون ترئونین PK از حیوانات منجمد به طور قابل‌توجهی بیشتر است در حالی که سطوح متیلاسیون و استیلاسیون ثابت باقی مانده‌است. این نتایج با هم نشان می‌دهند که PK در دو ساختار متفاوت در E وجود دارد. گونه m. به نظر می‌رسد PK در پاسخ به شرایط، گذار به زمستان را تقلید می‌کند و از کاهش نرخ متابولیک، تجمع ضد یخ‌های پلی آل، و نیاز به دوره‌های طولانی متابولیسم کربوهیدرات بی‌هوازی حمایت می‌کند تا این حیوان بتواند از انجماد کل بدن جان سالم به در ببرد.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Molecular Biology
  • ترجمه مقاله Molecular Biology
  • مقاله زیست‌شناسی مولکولی
  • ترجمه مقاله زیست‌شناسی مولکولی
  • مقاله Genetics
  • ترجمه مقاله Genetics
  • مقاله ژنتیک
  • ترجمه مقاله ژنتیک
  • مقاله Insect Science
  • ترجمه مقاله Insect Science
  • مقاله علوم حشرات
  • ترجمه مقاله علوم حشرات
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.