Estudio de las interacciones entre la vicilina y las lectinas con a y Cel-II de la semilla de Canavalia Ensiformis

Abstract

Las lectinas de las leguminosas son proteínas que han llamado mucho la atención debido a la diversidad de funciones que exhiben “in vitro”. Se han propuesto varias hipótesis concernientes a su función biológica, pero la evidencia experimental que apoya los diferentes papeles propuestos no es suficiente y por lo tanto su función permanece aún sin establecer. En las semillas maduras de las leguminosas tanto las lectinas como las proteínas de reserva se encuentran depositadas en estructuras vacuolares características denominadas cuerpos proteicos. Sin embargo, es muy poco lo que se sabe acerca de la forma cómo están organizadas las proteínas de reserva dentro del cuerpo proteico, a pesar de que esta organización podría ser importante para asegurar el uso eficiente del espacio de almacenamiento y facilitar la utilización de las proteínas de reserva durante la germinación. Con el fin de contribuir al conocimiento del papel fisiológico de las lectinas y al de los mecanismos moleculares involucrados en el almacenamiento de estas y las proteínas de reserva en el mismo organelo subcelular de las semillas de leguminosas, en este trabajo se estudiaron las interacciones lectina-proteína de reserva utilizando como modelo la proteína de reserva más abundante de la semilla de Canavalia ensiformis (vicilina) y las lectinas Con A y CEL-II aisladas y purificadas a partir de la misma semilla. El estudio de interacción Con A-vicilina se realizó por los métodos de Enzyme Linked Lectinosorbent Assay (ELLSA), Cromatografía de Afinidad, Direct Over Transmembrane Blotting (DOT-BLOT) y Western Ligand Blotting (WLB).Los resultados muestran, por primera vez, evidencia de la presencia de residuos glicosídicos en la vicilina de Canavalia ensiformis y la participación de dichos residuos en la interacción de la vicilina con la lectina Con A, además de la participación de fuerzas hidrofóbicas en la interacción entre las dos proteínas. Adicionalmente, los resultados sugieren que las interacciones hidrofóbicas y el reconocimiento Con A- glicósido ocurren en forma cooperativa. La desaparición de la interacción al desnaturalizar o deglicosilar la vicilina indican que la estructura nativa de la vicilina y su residuo glicosídico son esenciales para la interacción. Los resultados obtenidos permiten postular la posible participación de la Con A en el proceso de deposición de la vicilina en la semilla de Canavalia ensiformis, mediante la participación de fuerzas hidrofóbicas proteína-proteína además del reconocimiento del residuo glicosídico de la vicilina por parte de la lectina, constituyendo esto un importante papel fisiológico para la lectina y una posible explicación de la razón por la cual las lectinas y las proteínas de reserva se encuentran en el mismo organelo subcelular en las semillas de leguminosas. La interacción CEL-II-vicilina se evalúo por los métodos de ELLSA y DOTBLOT. Los resultados obtenidos muestran una baja interacción entre dichas proteínas y sugieren que probablemente la lectina CEL-II, a diferencia de la Con A, no participa en el proceso de deposición de la vicilina en Canavalia ensiformis. / Abstract. The legume lectins are proteins that have attracted a lot of attention they exhibit many functions in vitro. Several hypotheses concerning their functional role have been proposed, but experimental evidence supporting the different roles proposed is not enough and therefore their function remains unestablished as yet. In the mature legume seeds both lectins as storage proteins are deposited in characteristic vacuolar structures called protein bodies. However, very little is known about the way storage proteins are organized within the protein body, although this organization may be important to ensure efficient use of storage space and facilitate the use of storage proteins during germination. To contribute to knowledge regarding the physiological role of lectins and molecular mechanisms involved in their packaging within the same subcellular organelle as storage proteins in leguminosae seeds, the lectin- storage protein interactions were studied in this work using a model involving the most abundant storage protein from the seeds of Canavalia ensiformis (vicilin) and Con A and CEL-II lectins isolated and purified from the same seed. Con A-vicilin Interactions were studied by using Enzyme Linked Lectinosorbent Assay (ELLSA), Affinity Chromatography, Direct Over Transmembrane Blotting (DOT-BLOT) and Western Ligand Blotting (WLB).The results presented here, provide for the first time, evidence of the presence of glycoside moieties in Canavalia. ensiformis vicilin and the involvement of such moieties in the molecular interactions between vicilin and Con A. The involvement of hydrophobic forces in the interactions between the two proteins was also determined. The results suggests that hydrophobic interactions and Con A glycoside recognition occur in cooperative form. Disappearance of the interaction upon vicilin denaturation or deglycosilation indicates that both vicilin’s native structure and glycoside moiety are essential for the interaction. The results allow to postulate a possible involvement of Con A in vicilin’s deposition process in Canavalia ensiformis seeds, by means of hydrophobic protein-protein interactions and lectin recognition of vicilin’s glycoside moiety, this constituting an important physiological role for the lectin and a possible explanation to the reason why both lectins and storage proteins are found within the same subcellular organelle in leguminosae seeds. CELL-II-vicilin interactions were studied by using ELLSA and DOT-BLOT methods .The results show a low interaction between these proteins and suggest that probably the lectin CEL-II, unlike Con A, does not participate in the deposition process in Canavalia ensiformis vicilin.