Aspectos ultraestruturais e enzimáticos do processo digestivo e caracterização física e cinética da celobiase intestinal de rhynchosciara americana - Ferreira, Clelia (1982)
Os cecos gástricos de Rhynchosciara americana e de outros insetos são órgãos envolvidos em digestão terminal e/ou absorção de nutrientes. Devido a isso, a sua disposição na região anterior do ventrículo é intrigante. Uma explicação para essa localização seria a existência de uma circulação endo-ectoperitrófica de fluidos e de enzimas digestivas, como foi proposto anteriormente em R. americana. Afim de procurar reforçar o modelo proposto procurou-se obter dados sobre a ultraestrutura das células do tubo digestivo e sobre a composição enzimática de suas microvilosidades. As células dos cecos e do ventrículo posterior distal tem uma ultraestrutura bastante semelhante; elas possuem grandes microvilosidades apicais e a membrana plasmática basal apresenta invaginações com mitocôndrias associadas, embora a maioria dessas organelas sejam encontradas no citoplasma apical. O compartimento extracelular delimitado por essas invaginações da membrana basal apresenta poucas aberturas para a hemolinfa, o que dá à célula a possibilidade de concentrar solutos nesse compartimento. As células do ventrículo anterior possuem microvilosidades apicais muito pequenas e um sistema elaborado de invaginações da membrana basal, com muitas mitocôndrias associadas, e que se estendem até quase o ápice das células. O compartimento extracelular delimita do por essas invaginações apresenta, nessas células, grande número de aberturas para a hemolinfa. O ventrículo posterior proximal representa uma região de transição entre o ventrículo anterior e o ventrículo posterior distal. A ultraestrutura dos cecos e ventrículo posterior distal é coerente com uma função na absorção de fluidos, enquanto que aquela do ventrículo anterior e coerente com uma função de secreção de fluidos. A análise da composição de enzimas nas microvilosidades das diferentes regiões do intestino médio mostrou novamente que as células dos cecos e do ventrículo posterior distal são semelhantes e também que devem estar envolvidas na digestão terminal dos nutrientes, pois possuem alta atividade específica para hidrolases de oligômeros. As células do ventrículo anterior (e do ventrículo posterior proximal) possuem microvilosidades com atividade específica muito baixa para as hidrolases de oligômeros, corno seria de esperar para urna célula que estivesse secretando fluidos, pois o substrato seria continuamente arrastado para longe da enzima. Os dados obtidos permitiram reforçar e refinar o modelo da circulação endo-ectoperitrófica de enzimas em R.americana. Para melhor compreensão da digestão terminal de proteínas em R.americana, aminopeptidases de diferentes regiões do tubo digestivo foram estudadas. As aminopeptidases do lúmen e do citossol das células dos cecos são semelhantes, e ambas diferem daquelas presentes na membrana plasmática dessas células. Os dados obtidos apoiam a hipótese de que a maioria das aminopeptidases solúveis nas células dos cecos são enzimas em via de serem secretadas para o lúmen e somente urna quantidade muito pequena pode ter urna função intracelular. Para iniciar o estudo das propriedades das enzimas envolvidas na digestão terminal, a celobiase ligada a membrana plasmática dos cecos foi escolhida. A celobiase solubilizada por Triton X-100 apresenta um peso molecular de 106.000 e um pI de 5,4, enquanto que a solubilização por papaína resulta em urna molécula com peso molecular de 65.000 e um pI de 4,7. A celobiase solubilizada por papaína e purificada por centrifugação em gradientes de densidade hidrolisa β-glicosídeos, β-galactosídeos e β-fucosídeos em um mesmo sítio ativo. Com base na comparação entre os Kis e os Kms para celobiose e para pNPβGli e na constância do Km obtido em diferentes pHs, tem-se uma forte evidência que essa enzima opera segundo uma cinética de equilíbrio rápido e não de estado estacionário. O fato da hidrólise da ligação β-glicosídica ocorrer sem inversão da configuração, ocorrer uma grande inibição da celobiase pela δ-gliconolactona e substituintes do radical aglicone influenciarem a constante catalítica sugere que, no mecanismo de catálise da celobiase, há formação de um íon carbônium intermediário e que não há formação de um complexo covalente enzima-substrato.