Plantas de feijão-de-corda (Vigna unguiculata (L.) Walp.) Pitiúba foram cultivadas em solução nutritiva e conservadas em casa de vegetação até o estádio de pré-floração, e foram submetidas a quatro tratamentos, a saber: solução nutritiva; solução nutritiva contendo NaCl a 75 mmol.L-1; solução nutritiva contendo NaCl a 75 mmol.L-1 e CaCl2 a 5 e a 10 mmol.L-1. O estresse salino inibiu fortemente o crescimento, provocou distúrbios no balanço hídrico das plantas e elevou o teor total de solutos inorgânicos nas diferentes partes das plantas, em vista, principalmente, do acúmulo de Na+ e Cl-. Além disso, aumentou o teor de carboidratos solúveis nas folhas e raízes, reduziu o teor de nitrogênio amino-solúvel, tanto nas extremidades das raízes como nas folhas trifolioladas mais jovens, e diminuiu os níveis de prolina nas extremidades das raízes. Embora a adição de CaCl2 ao ambiente radicular de plantas estressadas tenha provocado redução no teor de Na+, especialmente nas raízes, não minorou os efeitos do estresse nas relações hídricas e no crescimento das plantas. Os resultados obtidos, portanto, não dão suporte à hipótese de que o cálcio suplementar minoraria os efeitos inibitórios do estresse induzido por NaCl.

Pitiuba cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.) plants were grown in nutrient solution and kept in a greenhouse up to pre-flowering stage. They were subjected to four different treatments: nutrient solution; nutrient solution containing 75 mmol.L-1 NaCl; nutrient solution containing 75 mmol.L-1 NaCl and 5 mmol.L-1 CaCl2; and nutrient solution containing 75 mmol.L-1 NaCl and 10 mmol.L-1 CaCl2. Salt stress strongly inhibited plant growth, caused a disturbance in plant-water balance, and increased the total content of inorganic solutes in the different plant parts, due mainly to accumulation of Na+ and Cl-. It also increased leaf and root soluble carbohydrates, reduced soluble amino nitrogen both in root tips and in the youngest trifoliate leaves, and reduced proline levels in root tips. Although the addition of CaCl2 to the root environment of salt stressed plants caused a reduction in Na+ content, specially in roots, it did not ameliorate the salt stress effects on plant-water relations and growth. Therefore, the results obtained do not support the hypothesis that supplemental calcium would ameliorate the inhibitory effects of NaCl-stress.

Este trabalho descreve a purificação parcial e caracterização das ribonucleases (RNase; EC 3.1.27.1) presentes em raízes, caule e folhas de plântulas de feijão-de-corda Pitiuba [Vigna unguiculata (L.) Walp.]. Precipitação dos extratos brutos dos diferentes tecidos com sulfato de amônio, seguida de cromatografia de troca iônica (CM-Celulose), resultaram em purificação de cerca de 48 vezes para a enzima de raízes, 21 para a de caule e 42 para a de folha. A atividade desoxirribonucleásica nas frações semi-purificadas foi praticamente nula. As massas moleculares das RNases não diferiram significativamente, sendo a média de suas massas 16,3 kDa. A RNase de folha mostrou-se estável até 50ºC enquanto que as outras foram inativadas nesta temperatura. A inativação máxima das RNases de raízes e de caule ocorreu a 70ºC, mas a da RNase foliar ocorreu a 80ºC. A adição de KCl ao meio de ensaio causou uma mudança no pH ótimo de 6,0 para a faixa de 5,2-5,6 para as enzimas extraídas dos diferentes tecidos. As atividades RNásicas foram fortemente inibidas por Hg2+, Zn2+ e Cu2+, inibidas parcialmente por Co2+ e Fe2+ e não foram afetadas por EDTA, Ca2+ ou Mg2+. Diferentemente do observado para a RNase foliar, as enzimas de raízes e de caule foram inativadas por uréia e 2-mercaptoetanol (2-ME). Embora exista grande semelhança entre as enzimas estudadas, a RNase foliar parece ser mais estável ao calor e à desnaturação química do que as RNases de raiz e de caule. Os resultados sugerem que as enzimas extraídas dos diferentes tecidos de plântulas de feijão-de-corda Pitiúba são ribonucleases e não nucleases.

Partial purification and characterization of ribonucleases (RNase; EC 3.1.27.1) present in roots, stem and leaves of 5 day-old Pitiúba cowpea [Vigna unguiculata (L.) Walp.] seedlings are described. Crude extracts from the different tissues were precipitated with ammonium sulfate followed by ionic exchange chromatography (CM-Cellulose) resulting in purification factors of 48-fold for roots, 21 for stem and 42 for leaves. No deoxyribonuclease activity was practically observed. The molecular masses of the RNases did not significantly differ, averaging 16.3 kDa. Leaf RNase was stable up to 50ºC while the others were inactivated at this temperature. The maximal inactivation for both stem and roots RNases was reached at 70ºC while for leaf it occurred at 80ºC. The addition of KCl to the assay medium caused a shift of optimal pH from 6.0 toward the range of 5.2 - 5.6 for the enzymes extracted from the different tissues. RNase activities were strongly inhibited by Hg2+, Zn2+ and Cu2+, partially inhibited by Co2+ and Fe2+ and were not affected by EDTA, Ca2+ or Mg2+. In contrast to the leaf RNase, roots and stem enzymes were inactivated by urea and 2-mercaptoethanol (2-ME). Although there is a great similarity among the enzymes studied, leaf RNase appears to be more stable to heat and to chemical denaturation than root and stem RNases. The results also suggest that the enzymes extracted from different tissues of Pitiúba cowpea seedlings are ribonucleases and not nucleases.

Três isoformas da enzima beta-galactosidase foram isoladas e purificadas parcialmente a partir de cotilédones de sementes quiescentes dos cultivares Vita 3 e Vita 5 de feijão-de-corda [Vigna unguiculata (L.) Walp.], os quais diferem em tolerância aos estresses hídrico e salino. O processo de purificação consistiu de fracionamento com sulfato de amônio, precipitação ácida, seguida pela associação de cromatografia de troca iônica em coluna de DEAE-Sephadex com cromatografia de afinidade em coluna de Lactosyl-Sepharose. As três isoformas isoladas dos dois cultivares mostraram os mesmos padrões cromatográficos, mesma temperatura ótima de ensaio para atividade enzimática (60ºC), idêntica estabilidade térmica até 50ºC e apresentaram ótimos de pH semelhantes (3-4). Entretanto, diferiram umas das outras em suas sensibilidades a íons metálicos e a certos agentes químicos presentes no meio de reação. Os resultados mostraram que as diferenças observadas nas beta-galactosidases de cotilédones de sementes quiescentes foram insuficientes para correlacioná-las com a tolerância ao estresse.

Three isoforms of beta-galactosidases were isolated and partially purified from the cotyledons of quiescent seeds of Vita 3 and Vita 5 cowpea [Vigna unguiculata (L.) Walp.] cultivars differing in water and salt stress tolerance. The purification procedure consisted of ammonium sulfate fractionation, acid precipitation, ion exchange chromatography through DEAE-sephadex and affinity chromatography through Lactosyl-sepharose columns. The three isoforms isolated from the two cultivars showed the same chromatographic patterns, same optimum of temperature for enzyme activity assay (60ºC), identical thermal stability up to 50°C, and similar pH optima (3-4). However, they differed from each other in sensitivity towards metal ions and certain chemical agents presents in the assay medium. The results have shown that the observed differences in beta-galactosidases from the cotyledons of quiescent seeds were not sufficient to relate them to stress tolerance.

b-galactosidases cotiledonárias foram isoladas e purificadas, parcialmente, de sementes quiescentes de feijão-de-corda (Vigna unguiculata (L.) Walp.) Pitiúba. As etapas de purificação consistiram de precipitação do extrato bruto com sulfato de amônio na faixa de 20-60% de saturação, precipitação ácida, cromatografia de troca-iônica em DEAE-Sephadex e cromatografia de afinidade em Lactosil- Sepharose. Esse processo de purificação deu origem a três frações ricas em b-galactosidases: b-gal I, b-gal II e b-gal III, as quais foram purificadas cerca de 5, 509 e 62 vezes, respectivamente. Elas atingiram máxima atividade enzimática em diferentes faixas de pH: 3,5-4,5 para b-gal I, 3,0-3,5 para b-gal II e 3,0-4,0 para b-gal III. Suas atividades máximas foram alcançadas quando a temperatura do meio de ensaio era 60° C, e a preincubação das enzimas em diferentes temperaturas mostrou que elas eram termoestáveis até 50° C. Não houve diferenças significativas entre as enzimas parcialmente purificadas no que respeita à resposta dos diferentes efetores testados, exceto para Mn2+ e EDTA, que afetaram, diferentemente, b-gal I, b-gal II e b-gal III. Elas foram ligeiramente afetadas por Mg2+, Ca2+, Zn2+, Co2+, tartarato, molibdato, glicose e lactose, fortemente inibidas por Cu2+ e galactose, e inativadas por Hg2+. Essas propriedades químicas e físicas são semelhantes às encontradas para outras b-galactosidases de plantas. Embora, três isoformas dessa enzima tenham sido obtidas através desse processo de purificação, a focalização isoelétrica em placa de gel de poliacrilamida dessas proteinas enzimáticas sugere que cotilédones de sementes quiescentes de feijão-de-corda Pitiúba possuem quatro isoformas de b-galactosidases.

Cotyledonary b-galactosidases were isolated and partially purified from Pitiúba cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.) quiescent seeds. The purification steps consisted of precipitation of the crude extract with ammonium sulphate in the range of 20-60% saturation, acid precipitation, DEAE-Sephadex ion-exchange chromatography and Lactosyl-Sepharose affinity chromatography. This purification process gave rise to three b-galactosidases-rich fractions: b-gal I, b-gal II and b-gal III, which were purified about 5, 509, and 62 fold, respectively. They reached maximal enzyme activity at different pH ranges: 3.5-4.5 for b-gal I, 3.0-3.5 for b-gal II, and 3.0-4.0 for b-gal III. Their maximal activities were reached when the temperature of the assay medium was 60° C, and preincubation of the enzymes at different temperatures has shown that they were heat-stable up to 50° C. There were no significant differences among the partially purified enzymes as far as their response to the different effectors tested, except for Mn2+ and EDTA, which affected differently b-gal I, b-gal II, and b-gal III. They were slightly affected by Mg2+, Ca2+, Zn2+, Co2+, tartarate, molybdate, glucose, and lactose, strongly inhibited by Cu2+ and galactose, and inactivated by Hg2+. These chemical and physical properties are similar to the ones found for other plant b-galactosidases. Although through this process of purification three isoforms of this enzyme were obtained, isoelectric focusing in polyacrylamide slab gel of these enzyme-proteins suggest that cotyledons of Pitiúba cowpea quiescent seeds possess four isoforms of b-galactosidases.