Purification and partial characterization of glutamine synthetase from root nodules of faba bean
Purificación y caracterización parcial de la glutamina sintetasa de nódulos radicales de haba.
CABA, J. M., GUZMAN, J.*, ORTEGA, J. L.*, LLUCH, C., LARA, M.* and LIGERO, F.
Departamento de Biología Vegetal. Facultad de Farmacia. Universidad de Granada. E-18071 Granada. Spain.
* Instituto de Biotecnología. UNAM. Apdo. Postal 2-246. Cuernavaca. Mor. México.
Ars Pharmaceutica;38(4),345-356 (1997)
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SUMMARY Glutamine synthetase (GS, EC 6.1.3.2) from the plant fraction of Vicia faba L. nodules was purified to apparent homogeneity using Sepharose-anthranilic acid affinity chromatography. The enzyme is composed of three 40 kD polypeptides and has a native molecular weight of 310-330 kD, determined by gel filtration chromatography and native gradient polyacrylamide gel electrophoresis, respectively, and showed cross-reactivity with antibodies obtained against Phaseolus vulgaris nodule GS. Two isoenzymes, GSn-1 and Gsn-2, were separated in nodules by anion-exchange chromatography on Q-Sepharose, while just one form could be identified in roots, all the isoenzymes being identical in subunit composition and native molecular weight. The transferase to semibiosynthetic activity ratio of all three GS forms was found to be unusually low. Glutamine synthetase abundance in nodules was quantified by densitometry, representing about 5% of total soluble protein extracted. Possible significance of these and other characteristics of V. faba GS is discussed. Key words:Enzyme isoforms. Glutamine synthetase. Nodules. Root. Vicia faba.
RESUMEN La glutamina sintetasa (GS, EC 6.1.3.2) de la fracción vegetal de nódulos radicales de Vicia faba L. se ha purificado hasta homogeneidad aparente utilizando cromatografía de afinidad con sefarosa-antranílico. El enzima está compuesto de tres polipéptidos diferentes de 40 kDa y presenta un peso molecular nativo de 310-330 kDa, determinado por cromatografía de exclusión molecular y electroforesis nativa en gradiente de poliacrilamida, respectivamente, y mostró reacción cruzada con anticuerpos obtenidos frente a la GS de nódulos de Phaseolus vulgaris. Dos isoenzimas, GSn-1 y GSn-2, fueron separadas en nódulos mediante cromatografía de intercambio aniónico en Q-sefarosa, mientras que sólo una pudo ser identificada en raíz. Todas ellas mostraron idéntico número de subunidades y peso molecular nativo. La relación de actividad transferasa-semibiosintética fue, para las tres isoformas de GS, inusualmente baja. La abuandancia del enzima en nódulos fue cuantificada mediante densitometría y representó aproximadamente el 5% de la proteína soluble extraída. Se discute la posible significación de estas y otras características del enzima en V. faba. Palabras Claves:Glutamina sintetasa. Isoenzimas. Nódulos. Raíces. Vicia faba |