RESUMEN
SUMMARY The electrophoretic patterns of hemoglobins from Amazonian fishes have been described. The fishes include the South American lungfish, Lepidosiren paradoxa, four species of fresh water rays of the genus Potamotrygon, and actinopterygian teleosts from 77 genera of which 75% belong to the superorder Ostariophysi. For 97% of the bands the electrophoretic mobility of the fish hemoglobins was less than that of human Hb A. Lepidosiren has a single hemoglobin. Hemolysates from Potamotrygon showed blurred patterns with a mean number of 3.8 bands per phenotype. The teleosts showed a mean number of 4.0 bands per phenotype. The mean number of hemoglobin bands was different for fishes belonging to the superorders Ostariophysi (3.3 ± 0.15) and Acanthopterygii (6.7 ± 0.38). Patterns with a single hemoglobin were found in 8% of the phenotypes. Two or more hemoglobin patterns were found for about 10 species. However, taxonomic difficulties and the low number of specimens tested necessitate more studies to ascertain whether these cases represent genetic polymorphisms at the hemoglobin loci. By SDS gel electrophoresis the molecular weights of denatured hemoglobin chains from representatives of 50 genera were found to be comparable to the molecular weight of human Hb A chains. There are no obvious correlations between hemoglobin multiplicity and the fish behaviour or habitat preference. These tropical fishes have hemolysates wich are as complex as those from temperate zone fishes.
Resumo Os padrões eletroforáticos de hemoglobinas de peixes da Amazônia foram descritos. Os peixes incluíram a pirambóia sul-americana, Lepidosiren paradoxa, quatro espécies de raias de água doce do género Potamotrygon e teleósteos sctinopterígeos de 77 gêneros dos quais 75% pertencem à superordem Ostariophysi. Para 97% das faixas, a mobilidade eletroforética das hemoglobinas de peixe foi menor que a de Hb A humana. Lepidosiren tinha uma única hemoglobina. Os hemolisados de Potamotrygon apresentaram padrões indefinidos com um número médio de 3,8 faixas por fenotipo. Os teleósteos apresentaram um número médio de 4,0 faixas por fenótipo. O número médio de faixas de hemoglobina foi diferente para peixes pertencentes às superordens Ostariophysi (3,3 ± 0,15) e Acanthopterygii (6,7 ± 0,38). Padrões com uma única hemoglobina foram encontrados em 8% dos fenótipos. Dois ou mais padrões de hemoglobina foram encontrados para cerca de 10 espécimes. Contudo, dificuldades taxonômicas e o baixo número de espécimes analisados necessitam de mais estudos para determinarem-se. Estes casos representam polimorfismos genéticos nos loci da hemoglobina. Pela eletroforese gel SDS, os pesos moleculares das cadeias de hemoglobinas desnaturadas de representantes de 50 gêneros foram encontrados ser comparáveis ao peso molecular das cadeias da Hb A humana. Não há nenhuma correlação óbvia entre multiplicidade de hemoglobina e o comportamento do peixe ou preferência de habitat. Esses peixes tropicais têm hemolisados que são tão complexos quanto os dos peixes de zona temperada.
RESUMEN
Summary Utilizing antisera to carp and trout hemoglobins, the hemoglobins of fish common to the Amazon River Basin exhibited extensive cross reactions. While no fish hemoglobin precipitated with antiserum to trout 4 (anodal component), many hemoglobins precipitated with either antisera to trout 1 (cathodal component) or carp hemoglobins. Several patterns of reactivity could be described among the poly disperse hemoglobins of various species which were analyzed by the electrophoretic separation of the components and an assessment of the ability of individual components to reach with the two types of antisera. Most striking was the different reactivity noted amongst the catfishes where the hemoglobins of air-breathing catfishes reacted more strongly with anti-trout 1 serum than with anticarp serum while the hemoglobins of the water-breathing catfishes behaved in reciprocal fashion.
Resumo Utilizando antissoro para hemoglobinas de carpa e truta, as hemoglobinas de peixes comuns do rio Amazonas exibiram vastas reações cruzadas. Enquanto nenhuma hemoglobina de peixe precipitou com antissoro de truta 4 (componente anódico), muitas hemoglobinas participaram tanto com antissoro de truta 1 (componente catódico) ou com hemoglobina de carpa. Vários padrões de reatividade podem ser descritos entre as hemoglobinas polidispersas de várias espécies que foram analisadas por separação eletroforética dos componentes e uma determinação da habilidade de reagir dos componentes individuais com os dois tipos de antissoro. O mais notável foi a diferente reatividade notada entre os Siluriformes "catfish" onde as hemoglobinas dos "catfishes" de respiração aérea reagiram mais fortemente com o soro antitruta 1 do que com soro anticarpa enquanto as hemoglobinas de "catfish" respiração branquial se comportaram de modo reciproco.
RESUMEN
Summary A precipitin reaction in agar gel (method of Ouchterlony) was noted between normal human serum and certain fish hemoglobins. Evidence was accumulated that the reactant in human serum is the albumin fraction. The reaction exhibited considerable specificity in that about half the fish hemoglobins tested precipitated with human serum and half did not.
Resumo Uma reação de crecipitina em gel de agar (método de Ouchterlony) foi observada entre soro humano normal e hemoglobinas de certos peixes. As evidências acumuladas mostraram que o reatante no soro humano é a fração albumina. A reação exibe considerável especificidade uma vez que metade das hemoglobinas de peixes testados precipitou e metade não precipitou.
RESUMEN
Summary The equilibria and kinetics of oxygen binding by blood and hemoglobin from adult and fetal caecilians, Typhlonectes compressicauda, have been measured. The oxygen affinity of fetal blood Is higher than that of adult blood. Electrophoresis of adult and fetal hemoglobins suggests that they may be identical; a major and minor component occurs in each. Adult and fetal hemoglobins have identical oxygen equilibria. Stripped hemoglobins have a high oxygen affinity and no Bohr effect between pH 6.5 and 10.0. An "acid", reversed Bohr effect Is present below pH 6.5. The addition of 1 mM ATP reduces the oxygen affinity markedly and produces a moderate, normal Bohr effect. The major nucleoside triphosphate in fetal and adult erythrocytes Is adenosine triphosphate; about 10% of the nucleoside triphosphates is guanoslne triphosphate. Adult erythrocytes contain 3 times as much ATP as do the fetal erythrocytes. The fetal to maternal shift In the oxygen equilibrium is mediated entirely by the difference in ATP content of the maternal and fetal red blood cells.
Resumo Mediram-se o equilíbrio e a cinética de ligação do oxigênio pelo sangue e hemoglobina de adultos e fetos de Typholonectes compressicauda. A afinidade pelo oxigênio do sangue fetal é mais alta do que a do sangue do adulto. A eletroforese das hemoglobinas fetal e adulta sugere que elas podem ser idênticas, ocorrendo um componente principal e um secundário em cada uma delas. As hemoglobinas adulta e fetal possuem idêntico equilíbrio de oxigênio. Hemoglobinas fracionadas possuem uma alta afinidade pelo oxigênio e nenhum efeito Bohr entre pH 6,5 e 10,0. Um efeito Bohr reverso "ácido" está presente abaixo de pH 6,5. A adição de 1mM de ATP reduz acentuadamente a afinidade de oxigênio e produz um efeito Bohr normal moderado. O principal nucleosídeo trifosfato nos eritrócitos fetais e adultos é adenosina trifosfato; cerca de 10% dos nucleosídeos trifosfatos são guanosina trifosfato. Eritrócitos dos adultos contém 3 vezes mais ATP do que os eritrócitos fetais. A troca fetal-maternal, no equilíbrio de oxigênio, é mediada inteiramente pela diferença no conteúdo de ATP das células sangüíneas vermelhas maternas e fetais.
RESUMEN
Summary Hemocyanins from four organisms inhabiting the Amazon River were isolated and partially characterized. Three arthropodan species (Dilocarcinus pagei cristatus, Silviocarcinus pardalinus and Macrobrachium amazonicum) posses hemocyanins whose subunit structure is remarkably simple. Regular and SDS polycrylamide disc electrophoresis revealed predominantly single bands and no polymorphisms. Oxygen-binding experiments showed that the three arthopodan hemocyanins possess large positive Bohr effects and pH dependence in the degree of subunit interaction. The hemocyanin of one mollusc, Pila sp., was studied and its subunit size appears to be similar to that of other molluscan hemocyanins, i.e., a 400,000 dalton polypeptide. In the hemolymph, Pila hemocyanin probably exists as a mixture of 100S and 124S aggregates. The oxygen binding properties of the large molecules of Pila hemocyanin are notable because of their low cooperativity and lack of a strong pH dependence.
Resumo Heinocianinas de 4 organismos habitantes do rio Amazonas foram isoladas e parcialmente caracterizadas. Três espécies de artrópodos (Dilocarcinus pagei cristatus, Silviocarcinus pardalinus e Macrobrachium amazonicum) possuem hemocianinas cujas estruturas das subunidades são provavelmente simples. Eletroforese regular e eletroforese SDS em disco de poliacrilamida revelaram predominantemente bandas simples e nenhum polimorfismo. O experimento de ligação do oxigênio mostrou que as 3 hemocianinas dos artrópodos possuem um grande efeito Bohr e dependência do pH no grau de interações das subunidades. A hemocianina do molusco Pila sp, foi estudada e o tamanho de sua sub-unidade parece similar à das outras hemocianinas dos moluscos, i.e., polipeptídeo 400.000 dalton. Na de hemolinfa do molusco Pila, provavelmente existe uma mistura de agregados de 100S a 124S. As propriedades das ligações do oxigênio das grandes moléculas da hemocianina de Pila sp, são notáveis por sua baixa cooperatividade e perda da forte dependência do pH.
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Summary Hemocyanins from four organisms inhabiting the Amazon River were isolated and partially characterized. Three arthropodan species (Dilocarcinus pagei cristatus, Silviocarcinus pardalinus and Macrobrachium amazonicum) posses hemocyanins whose subunit structure is remarkably simple. Regular and SDS polycrylamide disc electrophoresis revealed predominantly single bands and no polymorphisms. Oxygen-binding experiments showed that the three arthopodan hemocyanins possess large positive Bohr effects and pH dependence in the degree of subunit interaction. The hemocyanin of one mollusc, Pila sp., was studied and its subunit size appears to be similar to that of other molluscan hemocyanins, i.e., a 400,000 dalton polypeptide. In the hemolymph, Pila hemocyanin probably exists as a mixture of 100S and 124S aggregates. The oxygen binding properties of the large molecules of Pila hemocyanin are notable because of their low cooperativity and lack of a strong pH dependence.
Resumo Heinocianinas de 4 organismos habitantes do rio Amazonas foram isoladas e parcialmente caracterizadas. Três espécies de artrópodos (Dilocarcinus pagei cristatus, Silviocarcinus pardalinus e Macrobrachium amazonicum) possuem hemocianinas cujas estruturas das subunidades são provavelmente simples. Eletroforese regular e eletroforese SDS em disco de poliacrilamida revelaram predominantemente bandas simples e nenhum polimorfismo. O experimento de ligação do oxigênio mostrou que as 3 hemocianinas dos artrópodos possuem um grande efeito Bohr e dependência do pH no grau de interações das subunidades. A hemocianina do molusco Pila sp, foi estudada e o tamanho de sua sub-unidade parece similar à das outras hemocianinas dos moluscos, i.e., polipeptídeo 400.000 dalton. Na de hemolinfa do molusco Pila, provavelmente existe uma mistura de agregados de 100S a 124S. As propriedades das ligações do oxigênio das grandes moléculas da hemocianina de Pila sp, são notáveis por sua baixa cooperatividade e perda da forte dependência do pH.
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Summary The equilibria and kinetics of oxygen binding by blood and hemoglobin from adult and fetal caecilians, Typhlonectes compressicauda, have been measured. The oxygen affinity of fetal blood Is higher than that of adult blood. Electrophoresis of adult and fetal hemoglobins suggests that they may be identical; a major and minor component occurs in each. Adult and fetal hemoglobins have identical oxygen equilibria. Stripped hemoglobins have a high oxygen affinity and no Bohr effect between pH 6.5 and 10.0. An "acid", reversed Bohr effect Is present below pH 6.5. The addition of 1 mM ATP reduces the oxygen affinity markedly and produces a moderate, normal Bohr effect. The major nucleoside triphosphate in fetal and adult erythrocytes Is adenosine triphosphate; about 10% of the nucleoside triphosphates is guanoslne triphosphate. Adult erythrocytes contain 3 times as much ATP as do the fetal erythrocytes. The fetal to maternal shift In the oxygen equilibrium is mediated entirely by the difference in ATP content of the maternal and fetal red blood cells.
Resumo Mediram-se o equilíbrio e a cinética de ligação do oxigênio pelo sangue e hemoglobina de adultos e fetos de Typholonectes compressicauda. A afinidade pelo oxigênio do sangue fetal é mais alta do que a do sangue do adulto. A eletroforese das hemoglobinas fetal e adulta sugere que elas podem ser idênticas, ocorrendo um componente principal e um secundário em cada uma delas. As hemoglobinas adulta e fetal possuem idêntico equilíbrio de oxigênio. Hemoglobinas fracionadas possuem uma alta afinidade pelo oxigênio e nenhum efeito Bohr entre pH 6,5 e 10,0. Um efeito Bohr reverso "ácido" está presente abaixo de pH 6,5. A adição de 1mM de ATP reduz acentuadamente a afinidade de oxigênio e produz um efeito Bohr normal moderado. O principal nucleosídeo trifosfato nos eritrócitos fetais e adultos é adenosina trifosfato; cerca de 10% dos nucleosídeos trifosfatos são guanosina trifosfato. Eritrócitos dos adultos contém 3 vezes mais ATP do que os eritrócitos fetais. A troca fetal-maternal, no equilíbrio de oxigênio, é mediada inteiramente pela diferença no conteúdo de ATP das células sangüíneas vermelhas maternas e fetais.
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Summary A precipitin reaction in agar gel (method of Ouchterlony) was noted between normal human serum and certain fish hemoglobins. Evidence was accumulated that the reactant in human serum is the albumin fraction. The reaction exhibited considerable specificity in that about half the fish hemoglobins tested precipitated with human serum and half did not.
Resumo Uma reação de crecipitina em gel de agar (método de Ouchterlony) foi observada entre soro humano normal e hemoglobinas de certos peixes. As evidências acumuladas mostraram que o reatante no soro humano é a fração albumina. A reação exibe considerável especificidade uma vez que metade das hemoglobinas de peixes testados precipitou e metade não precipitou.
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Summary Utilizing antisera to carp and trout hemoglobins, the hemoglobins of fish common to the Amazon River Basin exhibited extensive cross reactions. While no fish hemoglobin precipitated with antiserum to trout 4 (anodal component), many hemoglobins precipitated with either antisera to trout 1 (cathodal component) or carp hemoglobins. Several patterns of reactivity could be described among the poly disperse hemoglobins of various species which were analyzed by the electrophoretic separation of the components and an assessment of the ability of individual components to reach with the two types of antisera. Most striking was the different reactivity noted amongst the catfishes where the hemoglobins of air-breathing catfishes reacted more strongly with anti-trout 1 serum than with anticarp serum while the hemoglobins of the water-breathing catfishes behaved in reciprocal fashion.
Resumo Utilizando antissoro para hemoglobinas de carpa e truta, as hemoglobinas de peixes comuns do rio Amazonas exibiram vastas reações cruzadas. Enquanto nenhuma hemoglobina de peixe precipitou com antissoro de truta 4 (componente anódico), muitas hemoglobinas participaram tanto com antissoro de truta 1 (componente catódico) ou com hemoglobina de carpa. Vários padrões de reatividade podem ser descritos entre as hemoglobinas polidispersas de várias espécies que foram analisadas por separação eletroforética dos componentes e uma determinação da habilidade de reagir dos componentes individuais com os dois tipos de antissoro. O mais notável foi a diferente reatividade notada entre os Siluriformes "catfish" onde as hemoglobinas dos "catfishes" de respiração aérea reagiram mais fortemente com o soro antitruta 1 do que com soro anticarpa enquanto as hemoglobinas de "catfish" respiração branquial se comportaram de modo reciproco.
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SUMMARY The electrophoretic patterns of hemoglobins from Amazonian fishes have been described. The fishes include the South American lungfish, Lepidosiren paradoxa, four species of fresh water rays of the genus Potamotrygon, and actinopterygian teleosts from 77 genera of which 75% belong to the superorder Ostariophysi. For 97% of the bands the electrophoretic mobility of the fish hemoglobins was less than that of human Hb A. Lepidosiren has a single hemoglobin. Hemolysates from Potamotrygon showed blurred patterns with a mean number of 3.8 bands per phenotype. The teleosts showed a mean number of 4.0 bands per phenotype. The mean number of hemoglobin bands was different for fishes belonging to the superorders Ostariophysi (3.3 ± 0.15) and Acanthopterygii (6.7 ± 0.38). Patterns with a single hemoglobin were found in 8% of the phenotypes. Two or more hemoglobin patterns were found for about 10 species. However, taxonomic difficulties and the low number of specimens tested necessitate more studies to ascertain whether these cases represent genetic polymorphisms at the hemoglobin loci. By SDS gel electrophoresis the molecular weights of denatured hemoglobin chains from representatives of 50 genera were found to be comparable to the molecular weight of human Hb A chains. There are no obvious correlations between hemoglobin multiplicity and the fish behaviour or habitat preference. These tropical fishes have hemolysates wich are as complex as those from temperate zone fishes.
Resumo Os padrões eletroforáticos de hemoglobinas de peixes da Amazônia foram descritos. Os peixes incluíram a pirambóia sul-americana, Lepidosiren paradoxa, quatro espécies de raias de água doce do género Potamotrygon e teleósteos sctinopterígeos de 77 gêneros dos quais 75% pertencem à superordem Ostariophysi. Para 97% das faixas, a mobilidade eletroforética das hemoglobinas de peixe foi menor que a de Hb A humana. Lepidosiren tinha uma única hemoglobina. Os hemolisados de Potamotrygon apresentaram padrões indefinidos com um número médio de 3,8 faixas por fenotipo. Os teleósteos apresentaram um número médio de 4,0 faixas por fenótipo. O número médio de faixas de hemoglobina foi diferente para peixes pertencentes às superordens Ostariophysi (3,3 ± 0,15) e Acanthopterygii (6,7 ± 0,38). Padrões com uma única hemoglobina foram encontrados em 8% dos fenótipos. Dois ou mais padrões de hemoglobina foram encontrados para cerca de 10 espécimes. Contudo, dificuldades taxonômicas e o baixo número de espécimes analisados necessitam de mais estudos para determinarem-se. Estes casos representam polimorfismos genéticos nos loci da hemoglobina. Pela eletroforese gel SDS, os pesos moleculares das cadeias de hemoglobinas desnaturadas de representantes de 50 gêneros foram encontrados ser comparáveis ao peso molecular das cadeias da Hb A humana. Não há nenhuma correlação óbvia entre multiplicidade de hemoglobina e o comportamento do peixe ou preferência de habitat. Esses peixes tropicais têm hemolisados que são tão complexos quanto os dos peixes de zona temperada.