A Comparison of haemolymph and fat body protein electrophoretic patterns in holometa bolous and hemimetabolous insects, during metamorphosis

Abstract

ÖZET HOLOMETABOL VE HEMİMETABOL BÖCEKLERİN METAMORFOZUNDA HOMOLENF VE YA? CİSMİ PROTEİNLERİNİN ELEKTROFOREZ ÖRGÜLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI ABDEL AZİZ, S iham Yüksek Lisans Tezi, Biyoloji Bölümü Tez Yöneticisi: Doç. Dr. Sema S. Ergezen Nisan, 1988, 58 sayfa Bu çalışma holometabol Galleria mellonella ve nemime t abol Oncopeltus fasciatus'un embriyo sonrası gelişimi sırasında, hemo- lenf ve yağ cismi proteinlerinin elektroforez örgülerini karşılaş tırmalı olarak çalışmak üzere planlandı. Galleria mellonella 'da homolenf ve yag cismi proteinleri 5. instarın 2. gününden 7.instarın 8 -s-. gününe kadar, Oncopeltus fasciatus 'da ise, 3.nimf safhasından yeni erginin çıkışma kadar gözlenildi. Galleria mellonella larvasında total hemolenf protein yoğunluğu 5. instarın 2. gününden (97-115 mg/ml) 7. instarın 6. gününe (120-375 mg/ml) kadar tedrici bir artış gösterdi. Bu sürede 74- 76 KDa, 81-82 KDa (jel bantları: 17-23) gibi belli başlı peptid- lerin, bazı düşük moleküler ağırlıklı peptidlerin (jel bantları: 4-14) ve bazı yüksek moleküler ağırlıklı (jel bantları: 32-34) peptidlerin miktarlarında artış gözlenildi. Total hemolenf -vı-proteinin pupalaşmaya doğru azaldı, prepupal larvanın 8-~-. günün de 209-158 mg/ml oldu. 74-76, 81-82 KDa gibi belli başlı hemolenf proteinlerinin yoğunluğu prepupal evrede azalma gösterirken bunların karşılığı olan yağ cismi proteinlerinin miktarlarının artışı, bu peptidlerin yağ cisminde depolandığını gösterir. Oncopeltus fasciatus'da total hemolenf protein miktarları 3.nimf evresinden (102-123 mg/ml) 5.nimf evresinin 7. gününe (132- 165 mg/ml) kadar tedrici bir artış gösterdi. Aynı süreçde hemo lenf - de belli başlı peptidlerin (jel bantları: 14, 3-10, 16-29) miktarlarında da bir artış oldu ve bazı yeni peptid bantları (jel bantları: 4, 6, 13, 21, 25) gözlendi. Daha sonra, genç ergin de total hemolenf protein miktarı (114-93 mg/ml) da belirli pep tid bantlarının miktarlarında olduğu gibi belirgin olarak düştü. Oncopeltus fasciatus'da hemolenf deki 14 numaralı ve Galleria mellonella hemolenfindeki 17 numaralı peptidler benzer proteinler olabilirler ve ergin böceğin organlarının yapımında kullanılmak tadırlar. Oncopeltus ' da yağ cisminin protein depolama aktivitesi bu çalışmada gözlenemedi. 4.nimf safhasında, yağ cisminde 7-9 ve 11-15 numaralı peptidlerin miktarlarının artışı ve tedrici olarak da ergin gelişimine doğru azalması, bunların yeni doku yapımında kullanıldığını işaret edebilir. Oncopeltus fasciatus'un 3.nimf safhasından ergin gelişimine kadar yağ cisminde çok küçük mole- küler ağırlıklı proteinlerin (jel bantları: 1-5) tedrici artışı gözlendi. Bu küçük moleküler ağırlıklı proteinler belki de erginin lipoproteinleridir ve bu safhadan itibaren sentezlenmektedir ler. -vıı-Bunların benzeri peptidler Galleria mellonella'da gözlenmedi, bu n da bu proteinlerin Oncopeltus fasciatus'a özgü erginde uçuş aktivitesinde kullanılan lipoproteinler olabileceği savını kuvvetlen dirmektedir. Anahtar kelimeler: Galleria mellonella, Oncopeltus fasciatus, hemolenf, yağ cismi, hemimetabol, holometabol, metamorfoz, depo proteinleri, lipoproteinler, elektroforez, karşılaştırma. -vııı-

ABSTRACT `A COMPARISON OF HAEMOLYMPH AND FAT BODY PROTEIN ELECTROPHORETIC PATTERNS IN HOLOMETABOLOUS AND HEMIMETABOLOUS INSECTS, DURING METAMORPHOSIS` ABDEL AZİZ, S iham M.S. in Biology Supervisor: Assoc. Prof.Dr. Sema S. Ergezen April 1988, 58 pages This work was planned to study, comparatively, the stage spe cific protein electrophoretic pattern of haemo lymph and fat body in ho lometabo lous Galleria me Hone 11a and hemimetabolous Oncopel- tus fasciatus during the postembryonic development. The developmental changes in haemo lymph and fat body proteins were examined in Galleria mellonella from the 2nd day of the fifth instar to 8- th day of the seventh last larval instar, and from the 2nd day of third nymphal stage to newly hatched adult in Onco- peltus fasciatus. The total haemolymph protein concentration in Galleri mello nella larvae showed a gradual increase from 5th instar (97-115 mg/ml) to 6th day of 7th instar (120-375 mg/ml), at this period an increase was observed in the amount of major peptides such as 74- 76 KDa, 81-82 KDa (gel bands: 17-23), some low molecular weight -xxi-peptides (gel bands: 4-14), and some high molecular weight (gel bands: 32-34) peptides. Total haemolymph protein declined towards pupation, as it was 209-158 mg/ml in prepupal larvae, on 8-^- th day. (Figure 3.1). As tha amounts of major haemolymph proteins, 74-76, 81-82 KDa peptides, decline in haemolymph, the amount of corresponding peptides in fat body increases, at the prepupal period, suggesting the sequestration of these peptides in fat body. The total haemolymph protein concentration in Oncopeltus fasciatus nymphs showed a gradual increase beginning from third instar (102-123 mg/ml) to the 7th day of fifth instar (132-165 mg/ml). The amount of major peptides (gel bands: 14, 3-10, 16-29) also showed an increase during the same period and some newly synthesized proteins appeared (gel bands: 4, 6, 13, 21, 25) in haemolymph. Later in the newly hatched adult the total protein concentration level dropped sharply (114-93 mg/ml) as well as the decline in the amounts of individual peptides (Fig 3.5). Haemolymph peptide number 14 in Oncopeltus fasciatus and haemolymph peptide number 17 in Galleria me Hone 11a larvae might be the same kind proteins and they are used for adult organ formation. In the fat body of Oncopeltus, the storage activities of fat body is not observed. Since concentrations of peptides 7- 9 and 11-15 increased in fourth nymphal stage and gradually de creased towards adult hatching, it is suggested that they are used gradually for building the new tissues of adult form. The gradual increase of very low molecular weight proteins (gel bands: -iv-1-5) in fat body, beginning from third stage towards adult hatch ing of Oncopeltus fasciatus was also observed. These very low pro teins may be lipoproteins of adult, synthesized at this stage. The corresponding peptides are not observed in Galleria mello- nella. This may confirm that they may be the lipoproteins used for flight activity of Oncopeltus fasciatus. Key words: Galleria me Hone 11a, Oncopeltus fasciatus, haemolymph, fat body, hemimetabolous, holometabolous, metamorphosis, comparison, storage proteins, lipoproteins, electro phoresis. -v-