Surface properties of kidney brushborder membranes affecting the transport of glutamic acid

Surface properties of kidney brushborder membranes affecting the transport of glutamic acid. The uptake of 14 C-glu by rat renal brush-border membrane vesicles was assayed in the presence of transmembrane ionic gradients for the purpose of characterizing surface properties which influence the transport process. Preincubation of membranes with the cationic protein lysozyme led to a significant decrease in transport activity. Similar results were obtained with polylysine and lysine. Polycations such as lysozyme and polylysine were capable of aggregating membrane vesicles whereas lysine was ineffective. Neither aggregation nor membrane injury provided an explanation for the depression of 14 C-glu transport. The cationic drug harmaline at a concentration of 2.5mM significantly reduced sodium dependent l4 C-glu uptake provided drug and membranes were pre-equilibrated prior to the transport assay. Using an indirect spectrophotometric method to estimate harmaline concentrations, no evidence was obtained for strong harmaline binding to the membrane. The effect of harmaline could be eliminated by washing membranes in drug-free buffer or diluting membranes in larger volumes of sodium chloride. Membranes pretreated with the lectin Concanavalin A or the enzyme neuraminidase transported glu at control rates, but the proteolytic enzyme papain markedly impaired the transport function without altering mean vesicle volume. The optimal temperature for the assay was 30° C. No temperature discontinuities in the Arrhenius plot of glu transport rates were found between 5 and 30° C. These results with glutamic acid differ from data reported by other investigators on the transport characteristics of glucose and neutral amino acids by brushborder membrane vesicles. The results enhance the possibility that dicarboxylic acid binding proteins may be present on the luminal surface of proximal tubular epithelium. Proprietes de surface des membranes de bordures en brosse renales affectant le transport de l'acide glutamique. La captation de 14 C-glu par des vesicules de membranes de bordures en brosse renales de rat a ete mesuree en presence de gradients ioniques transmembranaires dans le but de caracteriser les proprietes de surface qui influencent le processus de transport. La preincubation des membranes avec une proteine cationique, le lysozyme, a entraine une diminution significative de l'activite de transport. Des resultats semblables ont ete observes avec la polylysine et la lysine. Des polycations, comme le lysozyme et la polylysine, etaient capables d'aggreger les vesicules membranaires alors que la lysine etait sans effet. Ni l'aggregation ni l'alteration membranaire n'ont constitue une explication pour la depression du transport de 14 C-glu. Une substance cationique, l'harmaline, a la concentration de 2,5mM a significativement reduit la captation de 14 C-glu dependante du sodium, a condition que la substance et les membranes soient pre-equilibrees avant la mesure du transport. En utilisant une methode spectrophotometrique indirecte pour estimer les concentrations d'harmaline, preuve n'a ete pas procure d'une forte liaison de l'harmaline aux membranes. L'effet de l'harmaline pouvait etre elimine en lavant les membranes dans un tampon depourvu de cette substance, ou en diluant les membranes dans de plus grand volumes de sodium chlorure. Des membranes pre-traitees avec la concanavaline A, une lectine, ou la neuraminidase, une enzyme, transportaient glu a des vitesses identiques au controle, tandis que la papaine, une enzyme proteolytique, a diminue de facon marquee la fonction de transport, sans modifier le volume vesiculaire moyen. La temperature optimale de mesure etait de 30° C. Aucune discontinuite thermique dans le diagramme d'Arrhenius des vitesses de transport n'a ete pas trouvee entre 5 et 30° C. Ces resultats pour l'acide glutamique different des donnees rapportees par d'autres chercheurs sur les caracteristiques du transport du glucose et des acides amines neutres par des vesicules membranaires de bordures en brosse. Ces resultats suggerent la possibilite que des proteines de liaison des acides dicarboxyliques pourraient etre presentes a la surface luminale de l'epithelium tubulaire proximal.