Temperature-induced changes in lipid fluidity alter the conformation of proteins in senescing plant membranes

Tecnicas biofisicas complementarias han proporcionado evidencia de un efecto de los cambios inducidos por temp. en la fluidez de lipidos en la conformacion de proteinas en membranas vegetales senescentes. Se aislaron membranas microsomicas lisas de cotiledones de frijol cv. Kinghorn en diversos estadios de senescencia. La fluidez de lipidos se medio mediante polarizacion de fluorescencia despues de marcar las membranas con difenilhexatrieno (DPH). Las alteraciones en la conformacion proteinica se determinaron al marcar las membranas con el reactivo sulfhidrilo paramagnetico, 3-maleimido proxilo (3-MP), y siguiendo los cambios en la proporcion de la marcacion hilar de debilmente a fuertemente inmovilizado (W/S). Las graficas de W/S como una funcion de temp. presentaron puntos de ruptura caracteristicos para cada edad de la membrana. Los puntos de ruptura correspondientes a temp. virtualmente identicas tambien se observaron en graficas de polarizacion DPH versus la temp. para membranas, asi como para los liposomas preparados de extractos lipidos de las membranas. En por lo menos un caso, estos puntos de ruptura en la polarizacion DPH no correspondieron a las fases de transicion de liquido-cristalino a gel en el lipido. La fluidez de membranas microsomicas disminuyo con el avance de la senescencia de los cotiledones; tambien se presentaron cambios en el parametro W/S para las proteinas de la membrana al avanzar la edad. Los resultados indican que los cambios sutiles en el ordenamiento molecular de capas dobles de lipido alteran las proporciones relativas de grupos de sulfhidrilo debil y firmemente inmovilizados en las proteinas de la membrana, lo que se puede interpretar como cambios que se reflejan en la conformacion de proteinas. (RA-CIAT) spa

Complementary biophysical techniques have provided evidence for an effect of temperature-induced changes in lipid fluidity on the conformation of proteins in senescing plant membranes. Smooth microsomal membranes were isolated from bean cotyledons (Phaseolus vulgaris L. (cv. Kinghorn)) at various stages of senescence. Lipid fluidity was measured by fluorescence polarization after labelling the membranes with diphenyl hexatriene (DPH). Alterations in protein conformation were determined by labelling the membranes with the paramagnetic sulfhydryl reagent, 3-maleimido proxyl (3- MP), and following changes in the ratio of weakly immobilized to strongly immobilized (w/s) spin label. Plots of w/s as a function of temperature featured characteristic break points for each age of membrane. Corresponding break points at virtually identical temperatures were also observed in plots of DPH polarization versus temperature for membranes as well as for liposomes prepared from lipid extracts of membranes. In at least one instance these break points in DPH polarization did not correspond to liquid-crystalline to gel phase transitions in the lipid. The fluidity of microsomal membranes decreased with advancing senescence of the cotyledons, and there were also changes in the parameter w/s for membrane proteins with advancing age. The results indicate that subtle changes in the molecular ordering of lipid bilayers alter the relative proportions of weakly and strongly immobilized sulfhydryl groups in the membrane proteins, which can be interpreted as reflecting changes in protein conformation. (AS) eng