Distribution of proteinases and carbohydrases in the midgut of larvae of the sweetpotato weevil Cylas formicarius elegantulus and response of proteinases to inhibitors from sweet potato

Endoproteinase activity was confined to luminal fluid from anterior and posterior ventricular regions of midguts of larvae of the sweetpotato weevil, Cylas formicarius elegantulus (Summers). Aminopeptidase was found in luminal fluid (18%) but was primarily associated with insoluble fractions from cells of the posterior ventriculus (82%). Depending on substrate, carboxypeptidase activity was about equally distributed between luminal fluid and insoluble fractions from posterior ventriculus cells. Amylase was found in luminal fluid in both the anterior and posterior ventriculus. Five bands of amylase activity were detected on starch zymograms following electrophoresis of whole midgut samples. Three of the amylase bands may be plant-derived. At least two α-glucosidases were present, one secreted and one bound to anterior ventriculus cells. β-Glucosi-dase activity was bound to anterior ventriculus cells whereas α-galactosidase activity was confined to luminal fluid. β-Galactosidase and cellulase activities were found in both luminal fluid and the insoluble cell fraction. Thus, initial digestion of large protein and carbohydrate polymers occurs in luminal fluid in both anterior and posterior ventriculus regions. However, terminal digestion of oligopeptides occurs primarily in the posterior ventriculus while terminal digestion of oligosaccharides occurs in the anterior ventriculus. A 20-fold difference in trypsin-inhibitor concentration was found among five sweetpotato cultivars. Endoproteinases from sweetpotato weevil larvae were inhibited by extracts from the cultivars but cultivars with relatively high concentrations of inhibitor were previously shown to be susceptible to weevil attack in field trials. RESUME Distribution des proteinases et des carbohydrases dans l'intestin moyen des larves de Cylas formicarius elegantulus et reponse des proteinases aux inhibiteurs d'Ipomoea batatas L'activite endoproteinase etait limitee au liquide de la lumiere des regions ventriculaires anterieure et posterieure de l'intestin moyen des larves de Cylas formicarius elegantulus Summers. Les aminopeptidases ont ete trouvees dans le liquide de la lumiere (18%), mais etaient principalement associees avec les fractions insolubles des cellules du ventricule posterieur (82%). Suivant le substrat, l'activite carboxypeptidase etait a peu pres egalement repartie entre le liquide de la lumiere et les fractions insolubles des cellules du ventricule posterieur. L'amylase, enzyme secretee, a ete observee a la fois dans la lumiere anterieure et posterieure. Cinq bandes d'activite amylase ont ete revelees sur zymogrammes d'amidon apres electrophorese d'intestins moyens entiers. Trois des bandes d'amylase pouvaient provenir de la plante. Il y avait au moins 2 α-glucosidases, une secretee et une liee aux cellules du ventricule anterieur. L'activite β-glucosidase etait liee aux cellules du ventricule anterieur, tandis que l'activite α-galactosidase etait limitee au fluide de la lumiere. Les activites β-galaetosidase et cellulase ont ete trouvees a la fois dans le liquide de la lumiere et dans la fraction cellulaire insoluble. Ainsi, la digestion initiale des grosses proteines et des polymeres de carbohydrates se produit dans le liquide de la lumiere dans les regions ventriculaires anterieure et posterieure. Cependant, l'achevement de la digestion des oligopeptides se produit principalement dans le ventricule posterieur, tandis que la fin de la digestion des oligosaccharides se produit dans le ventricule anterieur. Les concentrations en inhibiteurs de trypsine de 5 cultivars d'I. batatas L. different de 1 a 20. Les endoproteinases de C. formicarius elegantulus ont ete inhibees par des extraits de cultivars, mais les cultivars avec des concentrations relativement elevees d'inhibiteur avaient anterieurement montre ětre susceptibles d'ětre attaques par le coleoptere dans des essais en champs.