Actividades de amilasa, maltasa y sacarasa en hepatopáncreas del cangrejo eurihalino Neohelice granulata (Decapoda: Brachyura: Varunidae): caracterización parcial y respuesta a baja salinidad ambiental

Studies on digestive adjustments at the biochemical level in relation to salinity in euryhaline crabs are lacking. Moreover, knowledge of biochemical digestive characteristics of euryhaline crabs (i.e. occurrence and characteristics of key digestive enzyme activities) is still scarce and fragmentary. We studied the occurrence, characteristics and response to low salinity of amylase, maltase and sucrase activities in the hepatopancreas of the euryhaline crab Neohelice (Chasmagnathus) granulata. Maximal amylase and maltase activities were found at pH 5.2. Sucrase activity was maximal within the pH range 3.6-5.2. Amylase, maltase and sucrase activities showed a Michaelis-Menten kinetics (km = 0.41±0.10 mg ml-1; 1.37±1.03 mM and 0.55±0.45 mM, respectively). In crabs acclimated to low salinity (10 psu; hyperregulating conditions), amylase activity (7263±980 μg maltose min-1 mg prot-1) was higher than in 35 psu (osmoconforming conditions) (3605±340 μg maltose min-1 mg prot-1). Maltase and sucrase activities (497±98 and 64±16 μg glucose min-1 mg prot-1, respectively) were similar in both salinities. The response of amylase activity to low salinity suggests a role in digestive adjustments upon hyperregulation. This study contributes to a better understanding of the complexity of the biochemical adaptations to low salinity in euryhaline crabs.El conocimiento sobre las características digestivas a nivel bioquímico en cangrejos eurihalinos es aún escaso y fragmentario. Así, faltan estudios sobre identificación y caracterización de actividad de enzimas digestivas clave en el hepatopáncreas y sobre el posible efecto de la salinidad sobre las mismas. Se estudió la existencia, características bioquímicas y respuesta a baja salinidad de amilasa, maltasa y sacarasa en el hepatopáncreas del cangrejo eurihalino Neohelice (Chasmagnathus) granulata. La mayor actividad de amilasa y maltasa se encontró a pH 5.2. La actividad de sacarasa fue máxima dentro de un rango de pH de 3.6-5.2. Las actividades de amilasa, maltasa y sacarasa mostraron una cinética michaeliana (km=0.41±0.10 mg ml-1; 1.37±1.03 mM y 0.55±0.45 mM, respectivamente). En cangrejos aclimatados a baja salinidad (10 psu, condición de hiperregulación), la actividad de amilasa fue mayor (7263±980 μg maltosa min-1 mg prot-1), que en individuos aclimatados a 35 psu (condición de osmoconformación) (3605±340 μg maltosa min-1 mg prot-1). Las actividades de maltasa y sacarasa (497±98 y 64±16 μg glucosa min-1 mg prot-1, respectivamente) fueron similares en ambas salinidades. La respuesta de la actividad de amilasa a baja salinidad permite sugerir un rol en mecanismos de ajustes bioquímicos secundarios a la hiperregulación. Los resultados constituyen un aporte relevante al conocimiento sobre las complejas adaptaciones a nivel bioquímico en respuesta a baja salinidad en cangrejos eurihalinos

Efecto de la salinidad ambiental y de la inyección de dopamina sobre enzimas digestivas clave en hepatopáncreas del cangrejo eurihalino Cyrtograpsus angulatus (Decapoda: Brachyura: Varunidae)

We studied the occurrence and characteristics of lipase activity and the response of lipase and proteolytic activity to salinity and dopamine injections in hepatopancreas of the euryhaline crab (Cyrtograpsus angulatus). Lipase activity was maximal at pH 8.5; it exhibited Michaelis-Menten kinetics (apparent Km=0.019 mM), was higher at 37°C and appeared to be cold tolerant, being also high at 4°C. In 10 psu (hyper-regulation conditions), lipase and proteolytic activity were about 3 and 5 times higher, respectively, than in 35 psu (osmoconformation). In 40 psu (hypo-regulation), lipase activity was about three times higher than in 35 psu, while proteolytic activity was similar. Lipase activity was inhibited in vivo by 10–4 M dopamine in 35 psu but not in 10 or 40 psu. Proteolytic activity was not affected by 10–4 M dopamine. The differential responses of lipase and proteolytic activity to salinity and dopamine suggest the occurrence of distinct digestive adjustments and mechanisms of regulation upon osmoregulatory conditions. This study contributes to a better understanding of the complexity of the biochemical adaptations to salinity in euryhaline crabs. The fact that higher digestive enzyme activities could be associated with a differential digestive capacity potentially leading to enhanced availability of energy substrates is discussed.Se estudió la existencia y características bioquímicas de actividad de lipasa y la respuesta a salinidad y a dopamina de actividad de lipasa y proteolítica total en el hepatopáncreas del cangrejo eurihalino Cyrtograpsus angulatus. La actividad de lipasa fue máxima a pH 8,5; mostró una cinética michaeliana (Km=0.019 mM); fue mayor a 37°C, y resistente a baja temperatura (4°C). En 10 psu (condición de hiperregulación), las actividades de lipasa y proteolítica fueron 3 y 5 veces mayores, respectivamente, que en 35 psu (condición de osmoconformación). En 40 psu (condición de hiporregulación), la actividad de lipasa fue de alrededor 3 veces mayor que en individuos aclimatados a 35 psu, mientras que la actividad proteolítica fue similar. La actividad de lipasa fue inhibida in vivo por dopamina 10–4 M en 35 psu pero no fue afectada en 10 o 40 psu. Dopamina 10–4 M no afectó la actividad proteolítica. Las respuestas de las actividades de lipasa y proteolítica a salinidad y a dopamina permiten sugerir la existencia de ajustes digestivos y mecanismos de regulación diferenciales en relación al estado osmorregulatorio. Los resultados constituyen un aporte relevante al conocimiento sobre las complejas adaptaciones a nivel bioquímico a la salinidad en cangrejos eurihalinos

Perfil digestivo y metabólico a nivel bioquímico de juveniles del lenguado Paralichthys orbignyanus (Valenciennes, 1839) (Pleuronectiformes: Paralichthyidae)

El lenguado Paralichthys orbignyanus el cual se distribuye desde Rio de Janeiro (Brasil) hasta el Golfo de San Matías, Argentina, desempeña un importante rol ecológico y es de gran potencial para acuicultura. Sin embargo, faltan estudios sobre fisiología digestiva (ej. existencia de enzimas digestivas clave), y sobre sitios de reserva de energía. Determinamos la existencia y características de amilasa, maltasa, sacarasa, lipasa y N-aminopeptidasa (APN) en tracto digestivo de juveniles como índice de capacidad de digerir sustratos dietarios glucogénicos y lipídicos y para digestión final de proteínas y el contenido de glucógeno, triglicéridos y proteínas en diferentes tejidos para identificar sitios de almacenamiento. La existencia, características y la distribución en tracto digestivo de las actividades de amilasa, maltasa, sacarasa, lipasa y APN y el contenido de glucógeno, triglicéridos y proteínas sugiere que juveniles de P. orbignyanus exhiben una adecuada batería digestiva para la hidrólisis completa de varios sustratos dietarios y capacidad para almacenamiento y/o utilización de reservas de energía en hígado y músculo. Los resultados sugieren además que juveniles de P. orbignyanus soportarían una dieta con alto contenido de carbohidratos, lo que podría representar una ventaja para su posible aplicación en la producción comercial debido al menor costo de la dietas.The flounder Paralichthys orbignyanus that spans from Rio de Janeiro (Brazil) toSan Matías Gulf, Argentina has an important ecological role and a great potential use foraquaculture. However, studies on its digestive physiology (i.e. occurrence of digestiveenzymes) as well on energy reserves content in metabolic tissues are lacking. We determined theoccurrence and characteristics of amylase, maltase, sucrase, lipase and aminopeptidase-N indigestive tract of juveniles as an index of the ability to digest dietary glycogenic substrates from different sources, lipids and for final protein digestion. Glycogen, triglycerides and proteincontent in different tissues were also analyzed to identify storage sites. Presence and distribution in the digestive tract of the enzymes amylase, maltase, sucrase, lipase and N-aminopeptidase, aswell as glycogen, triglycerides and protein suggest that juveniles of P. orbignyanus exhibit anadequate digestive battery to potentially perform complete hydrolysis of various dietarysubstrates and capacity for storage and/or utilization of energy reserves in liver and muscle. Moreover, our results show that juveniles of P. orbignyanus could accept a diet with highcarbohydrates content, which could represent and advantage for its potential application in fishfarming due to the possibility to use cheaper diets.Keywords: flatfishes, digestive enzymes, energy reserves.Fil: del Valle, Juana Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencia Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras; ArgentinaFil: Michiels, Maria Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencia Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras; ArgentinaFil: Radonic, Mariela. Instituto Nacional de Investigaciones y Desarrollo Pesquero; ArgentinaFil: López, Andrea. Instituto Nacional de Investigaciones y Desarrollo Pesquero; ArgentinaFil: Lopez Mañanes, Alejandra Antonia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencia Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras; Argentin

In silico analysis and effects of environmental salinity in the expression and activity of digestive α-amylase and trypsins from the euryhaline crab Neohelice granulata

Studies on molecular characteristics and modulation of expression of α-amylase and trypsin in the hepatopancreas of intertidal euryhaline crabs are lacking. In this work, we cloned and studied by in silico approaches the characteristics of cDNA sequences for α-amylase and two trypsins isoforms, as well as the effect of environmental salinity, on gene expression and protein activities in the hepatopancreas of Neohelice granulata (Dana, 1851), which is a good invertebrate model species. The cDNA sequence of α-amylase is 1637 bp long, encoding 459 amino acid residues. Trypsin 1 and 2 are 689 and 1174 bp long, encoding 204 and 151 amino acid residues, respectively. Multiple sequence alignment of deduced protein sequences revealed the presence of conserved motifs found in other invertebrates. In crabs acclimated at 37 psu (hyporegulation), α-amylase mRNA level and total pancreatic amylase activity were higher than at 10 psu (hyperregulation) and 35 psu (osmoconformation). Trypsin 1 mRNA levels increased at 37 psu, while trypsin 2 levels decreased at 10 and 37 psu. Total trypsin activity was similar in all salinities. Our results showed a differential modulation of α-amylase and trypsin expression and total amylase activity by salinity acclimation, suggesting the occurrence of distinct mechanisms of regulation at different levels that could lead to digestive adjustments in relation to hyperregulation and (or) hyporegulation.Peer reviewe

Differential modulation of digestive enzymes and energy reserves at different times after feeding in juveniles of the marine estuarine-dependent flatfish Paralichthys orbignyanus (Valenciennes, 1839)

Integrative studies are lacking on the responses of digestive enzymes and energy reserves in conjunction with morphological traits at distinct postprandial times in marine estuarine-dependent flatfishes of ecological and economic importance, such as Paralichthys orbignyanus. We determined total weight (TW), hepato-somatic index (IH), activities of digestive enzymes in the intestine, and the concentration of energy reserves in the liver and the muscle at 0, 24, 72, and 360 h after feeding in juveniles of P. orbignyanus. Amylase activity decreased at 72 h (about 30%). Maltase, sucrose, and lipase activities reached peak at 24 h (67%, 600%, and 35%, respectively). Trypsin and aminopeptidase-N activities at 24 and 72 h, respectively, were lower than those at t = 0 (53% and 30%). A peak increase in the concentration of glycogen and triglycerides in the liver (24 h) (86% and 89%, respectively) occurred. In muscle, glycogen and triglyceride concentrations were unchanged at 24 h and higher at 72 and 360 h (100% and 60%). No changes were found in TW, IH, free glucose in the liver and muscle, and protein in the liver. The protein concentration in the muscle sharply increased at 24 and 360 h after feeding (60%). The results indicate a distinct and specific response of central components of carbohydrate, lipid, and protein metabolism that could be adjustments at the biochemical level upon periods of irregular feeding and even of long-term food deprivation inside coastal lagoons or estuaries. The distinct responses of digestive enzymes in the intestine and energy reserves in the liver and muscle suggest the differential modulation of tissue-specific anabolic and catabolic pathways that would allow the maintenance of physical conditions.Fil: Albanesi, Camila Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras; ArgentinaFil: Méndez, Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras; ArgentinaFil: Michiels, Maria Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras; ArgentinaFil: Radonic, Mariela. Instituto Nacional de Investigaciones y Desarrollo Pesquero; ArgentinaFil: López, Andrea. Instituto Nacional de Investigaciones y Desarrollo Pesquero; ArgentinaFil: Lopez Mañanes, Alejandra Antonia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras; Argentin