Veränderungen der Aktivität und des Isoenzymmusters der LDH (Laktatdehydrogenase) während der Entwicklung bei Urodelen und Anuren (Triturus alpestris undvulgaris, Ambystoma mexicanum, Xenopus laevis)

  • I. Faulhaber
  • L. Lyra
Article

Zusammenfassung

Die vorliegende Arbeit berichtet über Aktivitätsstudien und das Isoenzymmuster der LDH während der Entwicklung vonXenopus laevis, Triturus alpestris undvulgaris undAmbystoma mexicanum.

Die Bestimmung der Aktivität erfolgte im optischen Test unter Vorgabe von Pyruvat als Substrat, und die Auftrennung der Isoenzyme wurde mit Hilfe vertikaler Stärkegelelektrophorese durchgeführt.

  1. a)

    Die Substratoptima von Embryonalstadien (Stad. 1–38) sind beiTriturus alpestris, Xenopus laevis undAmbystoma mexicanum identisch und liegen bei 1,2–1,4 mM Pyruvat.

     
  2. b)

    Ungefurchte Eier vonXenopus undTriturus alpestris enthalten etwa gleich hohe LDH-Aktivitäten bezogen auf einen Embryo, während diejenige vonAmbystoma-Eiern zweimal höhere Werte aufweist. Die LDH-Aktivität/Embryo schwankt bis zum Stadium 26 bei allen untersuchten Spezies wenig, sie zeigt ein schwaches Maximum während der Gastrulation und Neurulation und steigt ab Stadium 30 stark an.

     
  3. c)

    Die LDH-Aktivität bezogen auf lösliches Protein steigt, wie diejenige pro Embryo, im Vergleich zum ungefurchten Ei während der Gastrulation und Neurulation schwach an. Nach Durchlaufen eines Minimums, etwa im Stadium 26, erhöht sie sich bei Keimen vonTriturus alpestris undXenopus wieder, um sich nach Erreichen des Stadiums 40 einem Grenzwert zu nähern.

    BeiAmbystomakeimen nimmt die Aktivität/lösl. Prot. dagegen auch jenseits des Stadiums 26 ab, so daß sich im Stadium 40 die Differenz der Aktivitätshöhe, die zunächst im ungefurchten Ei vonAmbystoma einerseits undTriturus alpestris undXenopus andererseits vorliegt, fast ausgleicht.

     
  4. d)

    Während der Frühembryonalentwicklung bis zum Beginn der Organogenese ist das Isoenzymmuster der LDH bei allen vier untersuchten Amphibienarten konstant und artspezifisch. Mit Beginn der Funktionsfähigkeit der Seitenrumpfmuskulatur (etwa Stad. 26) treten beiXenopus, Triturus alpestris undvulgaris die auch in der Adultmuskulatur und anderen Adultorganen vorhandenen basischen Isoenzymbanden erstmals auf.

    BeiAmbystoma sind keine Veränderungen des Isoenzymmusters während der Organogenese nachweisbar, hier sind alle Isoenzyme des Adultmusters bereits im befruchteten Ei vorhanden.

     

Studies of the activity and the isoenzyme patterns of LDH during the development ofXenopus laevis, Triturus alpestris andvulgaris andAmbystoma mexicanum

Summary

The present paper deals with studies of the activity and the isoenzyme patterns of LDH during the development ofXenopus laevis, Triturus alpestris andvulgaris andAmbystoma mexicanum. Activity measurements have been performed with the optical test method using pyruvate as substrate and the isoenzymes have been separated by vertical starch gel electrophoresis.

  1. a)

    Substrate optima for enzyme extracts from embryonic stages 1–38 are identical in the three speciesTriturus alpestris, Ambystoma mexicanum andXenopus laevis and lie in the range of 1.2–1.4 mM pyruvate.

     
  2. b)

    Uncleaved eggs ofXenopus andTriturus alpestris contain almost the same activities of LDH/embryo, whereas the eggs ofAmbystoma show values twice as high.

    The activity per embryo is fairly constant between stage 1 and 26 in all species tested. Only a slight rise takes place during gastrulation and neurulation, but a second increase becomes pronounced after the embryos have reached stage 30.

     
  3. c)

    The activity of LDH, LDH per mg soluble protein in embryonic extracts rises during gastrulation and neurulation inTriturus alpestris, Ambystoma mexicanum andXenopus laevis compared to the uncleaved egg. After having fallen to a minimum at stage 26, it rises again inTriturus alpestris andXenopus embryos and approaches a limiting value after stage 40. InAmbystoma however the LDH activity mg soluble protein decreases after stage 26 and approaches the same limiting value as inTriturus alpestris andXenopus, so that the marked difference in activity values between uncleaved eggs ofAmbystoma on the one hand andTriturus alpestris andXenopus on the other hand diminishes considerably after stage 40.

     
  4. d)

    During early embryonic development the isoenzyme pattern of LDH is rather constant in all four species tested and is species-specific. With the onset of organogenesis, especially when the myotomes begin to function (stage 26), basic isoenzymes, which are dominant in adult skeletal muscle and other adult organs, appear for the first time inXenopus, Triturus alpestris andT. vulgaris. Neither quantitative nor qualitative changes are detectable in the isoenzyme pattern ofAmbystoma during development until stage 40; the general pattern of adult tissues exists here already in the egg.

     

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Copyright information

© Springer-Verlag 1975

Authors and Affiliations

  • I. Faulhaber
    • 1
  • L. Lyra
    • 1
  1. 1.Institut für Molekularbiologie und Biochemie der Freien Universität BerlinDeutschland

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