Detection, purification and characterization of a lectin from freshwater green algae Spirogyra spp

ABSTRACT Freshwater algae are rich sources of structurally biologically active metabolites, such as fatty acids, steroids, carotenoids and polysaccharides. Among these metabolites, lectins stand out. Lectins are proteins or glycoproteins of non-immune origin which bind to carbohydrates or glycoconjugates, without changing ligand structure. Many studies have reported on the use of Spirogyra spp. as effective bioindicators of heavy metals; however, reports on Spirogyra molecular bioprospecting are quite limited. Therefore, this study aimed to detect, isolate, purify and characterize a lectin present in the freshwater green algae Spirogyra. Presence of the lectin protein in the extract was detected by hemagglutination assays. Subsequently, the protein extract was subjected to a sugar inhibition assay to identify the lectin-specific carbohydrate. Following this, the extract was applied to a guar gum column to afford the pure lectin. The lectin was inhibited by N-acetyl-glucosamine and N-acetyl-beta-D-mannose, but more strongly by D-galactose. The apparent molecular mass of the purified lectin was evaluated by Polyacrylamide gel electrophoresis in the presence of sodium dodecyl sulfate (SDS-PAGE). Electrophoretic analysis revealed a single protein band with an apparent molecular mass of 56 kDa. Thus, it could be concluded that a lectin was purified from Spirogyra spp.

Effects of fasting and refeeding on the metabolic functions of the turtle Kinosternon scorpioides (Linnaeus, 1766) raised in captivity / Efeitos do jejum e da realimentação sobre as funções metabólicas da tartaruga Kinosternon scorpioides (Linnaeus, 1766) criada em cativeiro

The metabolic responses of adult and young freshwater Kinosternon scorpioides turtles raised in captivity were evaluated. Two experiments were performed: a) blood metabolite changes caused by food deprivation, and b) liver and muscle glycogen and total lipid differences after fasting and refeeding. Blood glucose concentration of young animals was susceptible to food deprivation. In both groups this metabolite decreased after 30 days of fasting. Feeding for 15 days did not recover blood glucose. Total seric proteins were not affected by food deprivation. Fasting decreased blood urea nitrogen and the highest difference was found around 30 days. Uric acid increased in young animals after 60 days of fasting. Triacylglicerol decreased after 15 days of fasting and refeeding for 15 days recovered the pre-fasting levels. Free fatty acid plasma tended to increase around 15 days of fasting. Liver glycogen decreased at day 15 of fasting, being stable thereafter while muscle glycogen decreased at a slower rate. Total liver lipid stabilized after 30 days and then decreased 70% after 60 days of fasting. Muscle lipids remained stable throughout fasting. It could be concluded that fasting of Kinosternon scorpioides led to metabolic adaptations similar to the one reported from reptiles and fish.

Neste trabalho foi avaliada as respostas metabólicas da tartaruga Kinosternon scorpioides criada em cativeiro, nas fases, adultos e jovens nos estados: alimentado, jejuado e realimentado. O estudo compreendeu dois experimentos: (a) mudanças metabólicas no sangue causadas por privação alimentar e realimentação e (b) diferenças nas concentrações de glicogênio e lipídeos totais no fígado e no músculo após jejum e realimentação. No experimento dos animais jovens a concentração de glicose no sangue apresentou mudanças significativas. Entretanto, nos dois experimentos esse metabólito reduziu significativamente aos 30 dias de jejum. Realimentados por um período de 15 dias foi observado que a concentração de glicose não recuperou os níveis de pré-jejum. Concentração de glicose no sangue de animais jovens foi mais suscetível à privação de alimentos. Em ambos os grupos os metabólitos analisados decresceu após 30 dias de jejum. Retomando a alimentação por 15 dias foi observado que a concentração de glicose não recuperou. As concentrações de proteínas séricas totais não foram afetadas pela privação alimentar. O jejum decresceu a concentração de uréia no sangue e a maior diferença ocorreu aos 30 dias. O ácido úrico decresceu nos animais jovens após 60 dias de jejum. O triacilglicerol diminuiu após 15 dias de jejum e a realimentação por 15 dias recuperou os níveis de pré-jejum. O glicogênio hepático diminuiu aos 15 dias de jejum, e estabilizou a partir daí, enquanto o glicogênio muscular diminuiu a um ritmo mais lento. O lipídio total hepático total se manteve estável até os 30 dias de jejum, diminuindo até 70% aos 60 dias de jejum. E, em seguida, diminuiu 70% após 60 dias de jejum. Os lipídeos musculares permaneceram estáveis durante o jejum. Conclui-se que o jejum na espécie Kinosternon scorpioides apresentou adaptações metabólicas semelhantes aos relatados para outros répteis e peixes.

Morphological aspects of the ovaries of turtle Kinosternon scorpioides raised in captivity / Aspectos morfológicos dos ovários da tartaruga Kinosternon scorpioides criada em cativeiro

The swear turtle "jurará" (Kinosternon scorpioides) is a mud turtle of the Amazon region exposed to disordering capture in the rural areas of Maranhão, Brazil. Despite its popularity in these areas, little meaningful information regarding the reproductive morphology is currently available, fact that impedes the adoption of policies for preservation of the species. To obtain more information, we studied the ovarian morphology adult jurará females kept in captivity by morphological and morphometric analysis in the dry and rainy season. The results revealed that all females were sexually mature and were in a vitellogenic period. The ovaries are two irregular structures composed by follicles in different stages of development (primary, secondary and tertiary) scattered in a stroma of loose connective highly vascularized tissue. The ovary weight was 6.25±4.23g and 2.27±1.42g, for the right and left one respectively. The gonadosomatic indexes were 2.06% for the dry season and 1.79% for the rainy season. The average of the follicles was 29.83 units per ovary. Microscopically, the mature ovaries revealed a basal layer composed by four cellular layers: the inner and outer theca, stratum granulosum with perivitelline membrane and zona radiata with vitelline membrane. No significant differences were observed in the ovaries either in the dry or wet period.

O jurará (Kinosternon scorpioides) é um cágado da Região Amazônica que sofre com as capturas desordenadas nos interiores maranhenses e que apesar da sua popularidade nessas áreas, os dados relacionados à morfologia reprodutiva ainda são poucos esclarecedores, o que dificulta a adoção de medidas para preservação da espécie. Desta forma, caracterizou-se morfologicamente os ovários de fêmeas adultas de jurara oriundas de cativeiro através da análise morfológica e morfométrica em dois períodos do ano, seco e o chuvoso. Os resultados comprovaram que todas as fêmeas eram maduras sexualmente e se encontravam em período vitelogênico. Os ovários são duas estruturas irregulares constituídas por diversos folículos em desenvolvimento (primários, secundários e terciários) sobre um estroma de tecido conjuntivo frouxo ricamente vascularizado, com média de peso do direito e esquerdo respectivamente de 6,25±4,23g and 2,27±1,42g. Índices gonadossomáticos de 2,06% para o período seco e de 1,79% para o chuvoso. Média de folículos observados de 29,83 unidades por ovário. Histologicamente, os ovários maduros possuíam camada basal composta por quatro camadas celulares: as tecas externa e interna, o estrato granuloso com membrana perivitelínica e a zona radiata com membrana vitelínica. Não foram observadas diferenças significativas dos ovários entre os dois períodos estudados.

Ultrasonographic and radiographic determination of egg development of jurarás (Kinosternon scorpioides) in captivity / Determinação ultrassonográfica e radiográfica do desenvolvimento de ovos de jurarás em cativeiro

Kinosternon scorpioides (Linnaeus, 1766), with its common name of jurará, is a quite variable species of turtles, and many different names have been applied to populations throughout its range. Currently, however, four subspecies are considered valid as K. scorpioides arises from southern Panama over most of northern South America and is found in Ecuador, northern Peru, southern Bolivia, northern Argentina, eastern Guyana and Brazil. Thus, an ultrasonographic and radiographic study was performed in order to describe the morphology and development of eggs of 20 female jurará mud turtles K. scorpioides, from September 2005 to August 2006. In the first month, the ovarian cycle was characterized by absence of vitellogenic follicles, atresic follicles or oviduct eggs. From October 2005 to March 2006 on, ultrasonographic scanning allowed to establish the growing vitellogenic follicles. Vitellogenic follicles were observed with spherical to ovoid shapes, with a surrounding echogenic yolk, a nonechogenic albumin layer, and a high echogenic shell. The oviduct eggs were identified by radiography just 180 days after beginning the experiment, when the shell became enough mineralized to impress the radiographic film. This experiment allowed to obtain by means of the 7.5 MHz linear probe images with adequate resolution and penetration for visualization of follicles. Successive ultrasonographic examinations of 20 K. scorpioides females allowed to access initial stages of vitellogenic follicles and oviduct eggs, and radiographic examination revealed to be an easy technique to assess oviduct eggs and to allow evaluation of egg development in jurarás, from 6 months on.

A tartaruga Kinosternon scorpioides (Linnaeus, 1766), com nome popular de jurará, é uma espécie bastante variável, e muitos nomes diferentes são atribuídos às suas populações, de acordo com sua localização geográfica. Atualmente, quatro subespécies foram validadas como K. scorpioides surgindo desde o extremo Sul do Panamá e norte da América do Sul, podendo ser encontradas ainda no Equador, no norte do Peru, sul da Bolívia, norte da Argentina, leste da Guiana e no Brasil. Desde modo, foi realizado um estudo ultrassonográfico e radiológico, a fim de descrever a morfologia e o desenvolvimento dos ovos de K. scorpioides em cativeiro, utilizando-se 20 fêmeas, no período de setembro de 2005 a agosto de 2006. No primeiro mês, o ciclo ovariano foi caracterizado pela ausência de folículos vitelogênicos, atrésicos ou presença de ovos em ovidutos. De outubro de 2005 a março de 2006 a varredura ultrassonográfica permitiu determinar o crescimento vitelogênico dos folículos, os quais foram observados com um formato que variou de ovóide a esférico, envolvidos por um conteúdo ecogênico, uma camada não-ecogência de albumina e uma casca de elevada ecogenicidade. Ovos presentes em ovidutos foram identificados por radiografias apenas 180 dias após início do experimento, quando a casca tornou-se suficientemente mineralizada para impressionar o filme radiográfico. Um transdutor linear de 7,5 MHz promoveu imagens com resolução e penetração adequada para visibilização de folículos. Exames ultrassonográficos sucessivos em fêmeas K. scorpioides permitiram determinar os estágios iniciais de desenvolvimento de folículos vitelogênicos e o exame radiográfico mostrou-se como técnica simples para avaliar a presença de ovos em ovidutos, permitindo fazer inferências sobre desenvolvimento de ovos em jurarás, a partir dos 6 meses de pós-observação por ultrassonografia.