Effect of trophic conditions on asparagine transamination in wheat plants

Abstract

In dialyzed extracts from winter wheat plants transamination reactions occurred between asparagine and α-ketoglutaric acid (L-asparagine+2-oxoacid=2-oxosuccinamate+ +amino acid; 2. 6. 1. 14). Reactions with pyruvate exhibited a very low activity. Besides transamination products,i. e. glutamate and alanine, aspartic acid was formed in both reactions. Deamidation was more intensive in the weak reaction asparagine-alanine and less intensive in the asparagine-glutamate reaction.

When calculated per dry weight unit the activity was the same in plants of all variants (three experimental variants—Knop, potassium humate, water). A higher, activity was found in root dialysates; however, a highly significant difference could be observed only between shoots and roots of Knop variant. When evaluating results in terms of protein content we found a significant difference between mineral variant (Knop—the lowest activity) and both deficient variants (potassium humate, water—the highest activity). Thus the highest growth activity was in connection with the lowest transamination activity and vice versa, which was the same as in transaminations of aspartic acid. In the case of asparagine, too, one can consider the possibility of its utilization via transamination for biosynthesis of glutamic acid in plants which have, for reasons of nutrition, a low level of this metabolically important amino acid.

Abstract

V dialyzovaných extraktech z rostlin ozimé pšenice probíhaly transaminační reakce mezi asparaginem a kyselinou α-ketoglutarovou (L-asparagin+2-oxokyselina=2-oxosukcinamát+ +aminokyselina; 2.6.1.14). Aktivita reakcí s pyruvátem byla velmi nízká. Vedle transaminačních produktů, tj. glutamátu a alaninu vznikala v obou reakcích kyselina asparagová Tato deamidace byla intenzívnější při slabé reakci asparagin-alanin a méně intenzívní při reakci asparagin-glutamát.

Při přepočtu na jednotku sušiny byla aktivita u rostlin všech variant stejná (3 pokusné varianty—Knop, kallumhumát, voda). Vyšší aktivita byla zjištěna v kořenových dialyzátech; vysoce průkazný rozdíl byl však zaznamenán pouze mezi nadzemní částí a kořeny varianty Knop. Při přepočtu na bílkoviny jsme však zjistili průkaznou diferenci mezi minerální variantou (Knop —nejnižší aktivita) a oběma deficitními variantami (kaliumhumát, voda—nejvyšší). Tedy stejně, jako tomu bylo při transaminacích kyseliny asparagové, spojovala se nejvyšší růstová aktivita s nejnižší transaminační aktivitou a naopak. Lze tedy i v případě asparaginu uvažovat o možnosti jeho transaminačního využití k biosyntéze kyseliny glutamové u rostlin, které mají z trofických důvodů nízkou hladinu této metabolicky významné aminokyseliny.

Abstract

В диализированных экстрактах из растений озимой пшеницы протекали реакции переаминирования между аспарагином и α-кетоглютаровой кислотой. (L-аспарагин+ +2-оксокислота=2-оксосукцинамат+аминокислота; 2.6.1.14). Активность реакции с пируватом была очень низкой. Наряду с продуктами переаминирования, т. е. глютаматом и аланином в обеих реакциях возникала аспарагиновая кислота. Деамидиро вание было более интенсивным при слабой реакции аспарагин-аланин и менее интенсивным при реакции аспарагин-глютамат.

При расчете на единицу сухого веса была активность во всех вариантах одинаковой (варианты: Кноп, гумат калия, вода). Более высокая активность была установлена в диализатах корней однако высоко достовернос различие отмечено лишь между надземными частями и корнями варианта Кноп. При расчете на белки однако найдено достоверное различие между минеральным вариантом (Кноп—самая низкая активность) и обоими дефицитными вариантами (калиум гумат, вода— самая высокая). Значит-также, как при реакциях переаминирования аспарагиновой кислоты, наиболее высокая активность роста была связана с самой низкой активностью нереаминирования и наоборот. Можно значит также ечитать вомозможным использование испарагина для переаминирования при биосинтезе глютаминовой кислоты в растениях, у которых по траофическим причинам низкий уровень этой аминокислоты, имеющей такое важное участие в обмене веществ.