Ammonia assimilation in <i>Vitis vinifera</i> L.: <p>I. Isolation and properties of leaf and root glutamate dehydrogenase</p>

Abstract

Glutamate dehydrogenase (GDH) activity in Vitis vinifera L. cv. Chenin blanc leaf and root tissues was associated with the particulate and the soluble fractions. In leaf extracts, about 66 % of the NADH-GDH activity was in the 10,000 g pellet and about 34 % was in the 23,500 gpellet fractions, whereas NADPH-GDH activity was associated mainly with the soluble fraction (23,500 g). In root extracts, about 53 % of the NADHGDH activity was in the soluble and 43 % in the 10,000 gpellet fractions, whereas about 47, 37, and 16 % of NADPH-GDH activity were in the soluble, 10,000 g and 23,500 gpellet fractions, respectively. GDH from the 10,000 gpellet of leaf and the soluble fraction of root extracts differed in their affinities to substrates. The Km values of leaf and root GDH were, respectively, 3.9 ± 1.1 and 0.7 ± 0.4 mM for a-ketoglutarate; 35.7 ± 7.1 and 61.3 ± 12.4 mM for NH₄Cl; and 100.0 ± 7.4 and 36.2 ± 4.4 μM for NADH. GDH from leaf and root tissues showed Michaelis-Meuten kinetics with all. substrates except NH₄Cl, which exhibited a sigmoid relationship in roots. Optimum in vitro reaction conditions were pH 7.90-8.10, incubation temperature of 38-40 °C, and amount of enzyme equivalent to 80-110 mg of fresh tissue. Enzyme from both leaves and roots was inhibited by EDTA and L-glutamate. Activation with Ca²⁺ was more pronounced in root GDH than in leaf GDH.

Die Ammonium-Assimilation bei Vitis vinifera L.:
1. Isolierung und Eigenschaften der Glutamatdehydrogenase aus Blättern und Wurzeln

Bei der Rebsorte Chenin blanc (Vitis vinifera L.) wurde die Glutamatdehydrogenase- (GDH-)Aktivität der strukturierten und löslichen Fraktionen von Blattund Wurzelgeweben bestimmt. Die NADH-GDH-Aktivität von Blattextrakten verteilte sich zu ca. 66 % auf das nach Zentrifugation bei 10 000 g erhaltene Sediment und zu ca. 34 % auf das 23 500-g Sediment, während die NADPH-GDH-Aktivität hauptsächlich an die lösliche Fraktion (23 500 g) gebunden war. Bei Wurzelextrakten waren ca. 53 % der NADH-GDH-Aktivität in der löslichen Fraktion und 43 % im 10 000-g-Sediment enthalten, während jeweils 47, 37 und 16 % der NADPHGDH- Aktivität auf die lösliche Fraktion, das 10 000-g-Sediment bzw. das 23 500-g-Sediment entfielen. Die GDH aus dem 10 000-g-Sediment des Blattmaterials und aus der löslichen Fraktion der Wurzelextrakte unterschieden sich in ihrer Substrataffinität. Die Km-Werte der Blatt- und Wurzel GDH betrugen 3,9 ± 1,1 bzw. 0,7 ± 0,4 mM für a-Ketoglutarat, 35,7 ± 7,1 bzw. 61,3 ± 12,4 mM für NH₄Cl sowie 100,0 ± 7,4 bzw. 36,2 ± 4,4 μM für NADH. Die GDH aus Blatt- und Wurzelgeweben folgte mit allen Substraten der Michaelis-Menten-Kinetik, ausgenommen mit NH₄Cl; hier lag bei Wurzelextrakten eine sigmoide Beziehung vor. In vitro waren die optimalen Reaktionsbedingungen ein pH von 7,90-8,10, eine Inkubationstemperatur von 38-40 °C und eine Enzymmenge, die dem Gehalt von 80-110 mg Frischgewebe entsprach. Durch EDTA und L-Glutamat wurde das Enzym sowohl der Blätter als auch der Wurzeln inhibiert. Wurzel-GDH wurde durch Ca²⁺ stärker aktiviert als Blatt-GDH.