The profiles of nitrate reductase and carbonic anhydrase activity in batch cultivation of the marine microalgae Tetraselmis gracilis growing under different aeration conditions.

Tetraselmis gracilis, a Prasinophycean alga found in estuaries and in the open ocean, was cultivated under different conditions of aeration, which resulted in variations of inorganic carbon in the medium. Relative growth rates, nitrate reductase and carbonic anhydrase activities were daily determined and correlated to the concentration of nitrate, nitrite, phosphate, inorganic and organic carbon in the media. Nitrate reductase catalyzes the reversible carbon dioxide hydration reaction. The activity profiles of both enzymes during 10 days of cultivation under aeration with air showed an inverse relationship: the maximum in the activity of nitrate reductase coincided with the minimum of carbonic anhydrase activity. An ionizable organic carbon species with pKa in the range of metabolites of the photorespiratory path was found parallel with the increase of carbonic anhydrase activity and the decrease of nitrate reductase activity. The onset of photorespiration is probably one of the factors involved in the simultaneous regulation of these enzymatic processes. Cultures aerated with air containing 5% CO2 showed different profiles for nitrate reductase activity and nitrate uptake.

Extra and intracelular activities of carbonic anhydrase of the marine microalga Tetraselmis gracilis (Chlorophyta)

As atividades da Anidrase Carbônica (AC) extra e intracelular foram estudadas na microalga marinha Tetraselmis gracilis (Kylin) Butcher (Chlorophyta, Prasinophyceae) crescendo em cultivos laboratoriais. Durante dez dias de cultivo, determinacões diárias do pH, número de células, atividades enzimáticas, carbono inorgânico total dissolvido (CID) e suas principais espécies CO2 e HCO3- foram feitas. A atividade enzimática aumentou na medida em que a populacão celular em crescimento retirava carbono inorgânico do meio de cultivo. A concentracão de dióxido de carbono decresceu rapidamente, especialmente no terceiro dia do cultivo, quando um significante aumento na atividade enzimática intracelular foi observado. A concentracão de bicarbonato teve seu maior decréscimo no meio de cultivo no quarto dia, quando a atividade da enzima extracelular teve seu maior aumento, sugerindo seu uso pela alga através da atividade da AC. Após o quarto dia de cultivo, metade das culturas passou a ser aerada com ar atmosférico sem CO2, o que causou um aumento na atividade total e externa da enzima, fazendo com que esses cultivos entrassem na fase estacionária do crescimento antes que aqueles aerados com ar atmosférico normal. O pH do meio foi medido diariamente, aumentando desde o primeiro até o quarto dia e permanecendo quase constante até o fim do cultivo. Material algal transferido para o escuro perdeu toda a atividade enzimática.