Studies on the Activity of Rumen Protozoa: I. Role of Ammonium Ions and Free Amino Acids in the Regulation of Nitrogen Metabolism in Rumen protozoa*
Authors: Ahuja S. P. , Sarmah T. C. 
Published: August 2010

SummaryThe protozoal masses isolated from the rumen liquor (rl) of a crossbred Red‐Dane Sahiwal calf and two buffalo calves were made up of large and very large and small and medium sized cells, respectively.From kinetic and electrophoretic studies it was evident that more than one type of protease is present in these protozoa. The partially purified proteases are relatively less sensitive to variations in temperature and pH and were completely inhibited by 2.5, 5.0, 10.0 mM NH4C1 and activated by 2 mM CaCl2. The presence of free amino acids (425, 850 μg) in the incubation medium decreased the uptake of U‐14C‐L‐leucine and serine and their incorporation into protozoal proteins. NH4+ ions greatly enhanced the uptake and incorporation of 14C‐amino acids into proteins in larger sized protozoa. It was concluded that the levels of NH4+ ions regulate the uptake of amino acids, their incorporation into proteins and proteolysis in large sized rumen protozoa.ZusammenfassungAktivität der PansenprotozoenI. Die Bedeutung der Ammoniumionen und freien Aminosäuren bei der Regulation des Stickstoffmetabolismus der PansenprotozoenDie aus der Pansenflüssigkeit eines Kalbes (Kreuzung Red‐Dane/Sahiwal) sowie von zwei Büffelkälbern isolierte Protozoenpopulation setzte sich aus verschieden großen Zellen zusammen, welche folgendermaßen klassifiziert wurden: sehr große, große, mittelgroße und kleine.Kinetische und elektrophoretische Untersuchungen zeigten, daß Protozoen mehr als einen Proteasentyp besitzen. Die partiell gereinigten Proteasen sind relativ wenig empfindlich für Temperatur‐ und pH‐Änderungen. Durch 2,5; 5,0; 10,0 mM NH4Cl wurden die Proteasen vollständig inaktiviert durch 2 mM CaCl2 hingegen aktiviert. Freie Aminosäuren (425, 850 μg) im Inkubationsmedium (O,5 ml) reduzierten die Aufnahme von U‐14C‐L‐Leucin und Serin sowie deren Einbau in die Protozoenproteine. NH4+‐Ionen erhöhten die Aufnahme sowie den Einbau von 14C‐Aminosäuren in die Proteine der großen Protozoen.Folgerung: NH4+‐Ionen regulieren die Aufnahme von Aminosäuren und deren Einbau in die Proteine sowie die Proteolyse bei den großen Protozoen.RésuméActivité des protozoaires de la panseI. Signification de ions ammonium et des acides aminés libres lors de la régulation du métabolisme de l'azote des protozoaires de la panseLes populations de protozoaires isolées à partir du liquide de la panse d'un veau (croisement Red‐Dane/Sahiwal) et de deux veaux de buffle se sont réparties en cellules de différentes grosseurs, classées de la manière suivante; très grosses, grosses, moyennement grosses et petites.Des recherches cinétiques et électrophorétiques ont montré que les protozoaires possèdent plus d'un type de protéases. Les protéases partiellement purifiées sont relativement moins sensibles aux changements de température et de pH. Les protéases ont été complètement inactivées par 2,5, 5,0 et 10,0 mM NH4Cl et activées par contre par 2 mM CaCl2. Des acides aminés libres (425, 850 μg) dans un milieu d'incubation (0,5 ml) ont réduit la prise de U‐14C‐L‐leucine et sérine ainsi que leur incorporation dans les protéines des protozoaires. Les ions NH4+ ont augmenté la prise et l'incorporation de 14C‐acides aminés dans les protéines des gros protozoaires.Conclusions: les ions NH4+ régularisent la prise des acides aminés et leur incorporation dans les protéines ainsi que la protéolyse chez les gros protozoaires.ResumenActividad de los protozoos del rumen 1. Significación de los iones amonio y aminoácidos libres en la regulación del metabolismo del nitrógeno de los protozoos del rumenLas masas protozoarias aisladas del líquido de la panza de una ternera (cruce roja danesa/Sahiwal) así como de dos terneros de búfala estaban compuestas por células de tamaños diferentes, las cuales se clasificaron de la manera siguiente: muy grandes, grandes, medianas y pequeñas.Los estudios cinéticos y electroforéticos pusieron en evidencia que estos protozoos poseen más de un tipo de proteasas. Las proteasas purificadas de forma parcial son menos sensibles relativamente a los cambios térmicos y del pH. Mediante 2,5; 5,0; 10,0 mM NH4Cl se inhibieron las proteasas por completo, mientras que las mismas fueron activadas por 2 mM CaCl2. La presencia de aminoácidos libres (425, 850 μg) en el medio de incubación (0,5 ml) reducían la asimilación de leucina U‐14C‐L y serina y su incorporación en las proteínas protozoales. Iones NH4+ aumentaban la asimilación e incorporación de aminoácidos 14C en las proteínas de los protozoos grandes. Se saca en conclusión que los niveles de los NH4+ regulan la asimilación de los aminoácidos, su incorporación en las proteínas y la proteolisis en los protozoos ruminales de tamaño grande.