Xanthine Osidase and Arginase in the Liver and Kidney of Reptiles

8/8/2019 Xanthine Osidase and Arginase in the Liver and Kidney of Reptiles

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Zeitschriit fiir vergleichende Physiologic 43, 269--277 (1960)

Fro m the De partm ent of Z oology, Fa cult y of S cience, Cah'o University,Guiz~, Egyp tX A N T H I N E O X I D A S E A N D A R G I N A S E I N T H E L I V E R

A N D K I D N E Y O F R E P T I L E SB y

FO UA D K ~ L n ~ a n d G A B Ea H AG GA G(Received Ap ril 1 , 1960 )

In t roduc t ionO u r p r e v i o u s s t u d ie s o n t h e n i t r o g e n o u s u r i n a r y e x c r e t i o n o f r e p t i l e s

h a v e s h o w n t h a t u r i c a c i d r e p r e s e n t s a c o n s i d e r a b l e c o n s t i t u e n t i n t h eu r i n a r y e x c r e t a o f c r o c o d i l e s (K ~ A LIL a n d H A GG A G 1 9 58 ) a n d t o r t o i s e s( K ~A L I L a n d H A G GA r 1 95 5) a n d f o r m s t h e m a i n n i t r o g e n o u s c o n s t i t u e n to f th e u r i ne o f l i za rd s (K~ALrL 1951) an d sn ake s (K~ALIL 1948 a , 1948 b) .

U r i c a c i d is f o r m e d a s a r e s u l t o f th e a c t i o n o f t h e e n z y m e x a n t h i n eo x i d a se o n x a n t t f in e o r h y p o x a n t h i n e i n t h e p r e s e n c e o f o x y g e n . A s f a ra s t h e p r e s e n t a u t h o r s c a n a s c e r t a i n t h e s t u d y o f t h e d i s t r ib u t i o n a n de n z y m a t i c a c t i v i t y o f x a n t h i n e o x i d a se w a s u n d e r t a k e n o n l y o n s o m eC h e l o n i a n r e p r e s e n t a t i v e s (l% Ic cE ~I 19 54 ) b u t n o t h i n g i s k n o w n a b o u tt h a t q u e s t i o n in m e m b e r s o f o t h e r o r d e rs o f r e p ti le s . R I c c E n I f o u n dt h a t x a n t h i n e o x i d a s e w as a b s e n t f r o m b o t h l i v e r a n d k i d n e y o f t h e f r e s hw a t e r t u r t l e , E m y s e u r o p a e a , p r e s e n t i n t h e k i d n e y o f t h e m a r i n e t u r t l e ,ThaIassochelys caret ta , a n d p r e s e n t i n b o t h l i v e r a n d k i d n e y o f t h et e r r e s t r i a l T e s t u d o g r a e c a , ( T a b l e 3 ) .

A r g i n a s e , o n t h e o t h e r h a n d , i s k n o w n t o c a t a l y s e t h e l a s t s t a g ei n t h e f o r m a t i o n o f u r e a . U r e a is n o t f o u n d in a p p r e c i a b le q u a n t i t ie si n t h e n i t r o g e n o u s e x c r e t a o f r e p t i l e s o t h e r t h a n t h e C h e l o n i a . I na l l i g a t o r s , u r e a e i t h e r f o r m e d 4 . 1 % o f t h e t o t a l n i t r o g e n e x c r e t e d( H o P ~ I I ~ G 1 9 2 3 ) o r w a s e v e n c o n s i d e r e d t o b e p r e s e n t i n t r a c e s ( C o v L s o l %HEI%:NADEZ a n d BI~AZDA 19 50 ). I n Crocodylus ni lot icus , u r e a a m o u n t e d t o4 . 5% o f t h e e x c r e t o r y n i t r o g e n ( K ~ L I L a n d H AG GA G 1 95 8). U r e a w a se i t h e r c o m p le t e ly a b s e n t o r p r e s e n t i n t r a c e s i n l i z a r d s (K I~ IA LIL1951 andHAGGAG 1945) a nd in snak es (KttALIL 1 9 4 8 a , 1 9 4 8 b ) . U r e a w a s a l s of o u n d t o b e p r e s e n t i n c o n s i d e r a b l e q u a n t i t i e s i n t h e u r i n a r y e x c r e t a o fa n u m b e r o f t u r t l e s (M o Y~ E 1 94 9) a n d t o b e a b s e n t f r o m t h e n i t r o g e n o u se x c r e t a o f m o s t i n d i v i d u a l s i n c a s e o f C h elo ne m y d a s ( K ~ L I L 1947) .B o t h u r e a a n d u r i c a c i d w e r e f o u n d t o r e p r e s e n t t o g e t h e r t h e m a i nn i t r o g e n o u s e x c r e t o r y c o n s t i t u e n t s i n t o r t o i s e s (KI-IALIL a n d H A G G A G1955) .


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2 7 0 FOUAD I~ttALILand G~BER H ~ G :T h e o n l y r e f e r e n c e a b o u t t h e p r e s e n c e o f a r g i n a s e i n r e p ti l e s is

t h a t o f C L ~ E ? q T I (B A L D W ~ 1 95 2 ). l i e f o u n d a rg i n a s e t o b e a b s e n t f r o mb o t h l i v e r a n d k i d n e y o f Lacer ta ag i l i s a n d A n g u i s / r a g i l i s a n d t o b ep r e s e n t i n t h e l i v e r o f E m y s e u r o p a e a ( T a b l e 3 ).

T h e p r e s e n t w o r k w a s u n d e r t a k e n t o p r o c u r e m o r e k n o w l e d g e a b o u tt h e d i s t r i b u ti o n a n d a c t i v i t y o f b o t h x a n t h i n e o x i d a s e a n d a r g in a s e in t h el i v e r a n d k i d n e y o f r e p r e s e n t a t i v e s o f t h e d i f f e r e n t o r d e r s o f r e p t i l e s .

Mater ia l and MethodsR e p r e s e n t a t i v e s o f n e a r l y a l l t h e r e p t i l i a n o r d e r s w e r e c h o s e n f o r

t h e p r e s e n t s t u d y t o h a v e a m o r e o r le ss c o m p l e t e s u r v e y o f t h e d i s tr i b u-t i o n o f x a n t h i n e o x i d a s e a n d a r g i n a s e i n R e p t i l i a . Crocodylus ni lot icu8( L A u R ~ T I ) w a s s t u d i e d a s a n e x a m p l e o f O r d e r C ro c o di li a, Te s t u d ole i th i i ( G t ~ x T ~ n ) f o r O r d e r C h e l o n i a , U r o m a s t y x a e g y p t i a (FoRsKAL)a n d Chalcides ocellatus ( Fo ~ sK A L ) f o r O r d e r L a c e r t i l i a a n d l a s t l y P s a m -m o p h i s s i b i l a n s ( L I ~ . ) a n d Z a m e n i s d i a d e m a ( S O , L E G a L ) f o r O r d e rO p h i d i a .

F o r m e a s u r i n g t h e a c t i v i t y o f x a n t h i n e o x i d a s e i n t h e s e u ri c a c id -e x c r e t i n g a n im a l s , i t w a s f o u n d n e c e s s a r y t o m o d i f y t h e p r o c e d u r e sa v a i l a b l e i n t h e l i t e r a t u r e s i n c e t h e i r d i r e c t a p p l i c a t i o n w a s f o u n du n s at is fa c to r y . T h e m a n o m e t r i c m e t h o d o f A x ~ L no D a n d E L V ~ J ~( 19 41 ) f o r a c t i v i t y m e a s u r e m e n t o f x a n t h i n e o x i d a se i n l i v e r h o m o g e n a t e sc o u l d n o t b e u s e d s in c e i t is n o t a p p l i c a b le f o r k i d n e y h o m o g c n a t e s - - a sp o i n t e d o u t b y AX~,LROD a n d E L V n ~ j E ~ t h e m s e l v e s - - a n d i t i s p re f e r r e di n t h e p r e s e n t s t u d y t o u s e o n e i d e n ti c a l m e t h o d f o r te sti ng " x a n t h i n eo x i d a s e a c t i v i t y i n b o t h l i v e r a n d k i d n e y . L IT W aC K , B O T~ W nL L, W I L -LIAM S a n d E ~ v ~ J ~ M (1 95 3) p r e f e ~ e d t o m e a s u r e t h e x a n t h i n e o x i d a s ea c t i v i t y o f t is s u e h o m o g e n a t e s b y a m o r e d i r e c t m e t h o d w h i c h d e p e n d so n t h e m e a s u r e m e n t o f t h e d i s a p p e a r a n c e o f t h e s u b s t r a t e , x a n t h i n e ,c o l o r i m c t r i e a l l y b y F O L I ~ - C m c aL T E V ' S (1 92 7) p h e n o l r e a g e n t , m a k i n gu s e o f W I Z L IA ~ 'S ( 19 5 0) m e t h o d f o r e s t i m a t i o n o f x a n t h i n e a n d g u a n i n ei n u ri n e . I n t h e p r e s e n t w o r k o n re p t i le s , o n a p p l y i n g t h i s p r o c e d u r e , i. e .m e a s u r i n g t h e r a t e o f t h e d i s a p p e a r a n c e o f t h e s u b s t r a t e b y t h e c o lo ri -m e t r i c e s t i m a t i o n o f x a n t h i n e , h i g h a m o u n t s w e r e o b t a i n e d s i nc e u ri ca c id , f o r m e d b y t h e o x i d a t i o n o f x a n t h i n e , i s k n o w n t o g i v e a c o l ou rw i th F O LIN -CIO CA LT EU 'S r e a g e n t , s im i l a r t o t h a t o f x a n t h in e ( H I T O m ~ o1 9 41 ). L IT W A C K e t a l. d i d n o t t a k e i n t o c o n s i d e r a t i o n t h i s u r i c a d di n t e r f e r a n e e s i n c e t h e y w e r e w o r k i n g o n m a m m a l s ( r a t s ) w h e r e u r i ca c i d i s k n o w n t o b e p r e s e n t i n n e g l i g i b l e a m o u n t s i n t h e t i s s u e s t o g e t h e rw i t h t h e p r e s e n c e o f u r ic a s e e n z y m e w h i c h o x i d is e s a n y u r i c a c id f o r m e dt o a l l a n t o in . A s t h e p r e s e n t i n v e s t i g a t i o n i s t o b e c a r r i e d o u t o n u r i ca c i d - f o r m i n g s p e ci e s i n w h i c h u r i c a s e is a b s e n t , s u c h a m e t h o d c o u l d n o t


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Xa nthine oxidase and arginase in the liver and kidney of reptiles 27 1b e a p p l i e d he r e . T h e r e f o r e i n s t e a d o f m e a s u r i n g x a n t h i n e d i s a p p e a r a n c et h e i n c r e a s e i n t h e e n d p r o d u c t , u r i c a c id , f o r m e d f r o m a d d e d x a n t h i n ew i t h i n a d e f i n it e p e r i o d o f t i m e w a s t a k e n a s a m e a s u r e o f x a n t h i n e o x i d a sea c t i v i t y . A r a t h e r s i m i la r p r o c e d u r e , i .e . m e a s u r i n g t h e u r i c a c i d f o r m e do n i n c u b a t i o n o f l i v e r a n d k i d n e y w i t h x a n t h i n e w a s c a r r ie d o u t b yR I c c ~ I i n h is s t u d y o f d i s t r i b u t i o n o f x a n t h i n e o x i d a se i n C h el o ni a( R i c c n a i 1 95 4) a n d b i r d s ( R l c c E a I 1 95 3 a , 1 9 5 3 b ). T h e m e t h o d u s e d i nt h e p r e s e n t s t u d y , w h i c h c a n b e a p p l i e d fo r in v e s t i g a t i o n o f x a n t h i n eo x i d a s e i n a n y o t h e r u r i c a c i d - f o r m i n g s p e c ie s , is a s f o ll o w s.

A n i m a l s u s e d w e r e s t u n n e d b y a b l o w o n t h e h e a d , d e c a p i t a t e d a n db l ed . T h e l iv e r a n d k i d n e y w e r e r e m o v e d a n d i m m e d i a t e l y p l a c e d i n t oc r a c k e d i c e. A f t e r s e v e r a l m i n u t e s c h il li n g, t h e t i s s u e s w e r e b l o t t e d a n dw e i g he d . T h e w e i g h e d p o r t io n s w e r e h o m o g e n i s e d w i t h t h e h o m o g e n i s e rd e s c r i b e d b y P OT T E~ a n d E L V E ~ J E ~ ( 19 36 ) in 5 v o l u m e s o f 0 .0 3 9 M .s o d i u m - p o t a s s i u m p h o s p h a t e b u f f e r of p H 7 .4 a n d s t r a i n e d t h r o u g h ag a u z e . I n c u b a t i o n o f t h e h o m o g e n a t e s a m p l es w i t h t h e s u b s t r a t e a n dt h e b l a n k o f e n d o g e n o u s e x p e r i m e n t s w e r e e x a c t l y s i m i l a r t o t h o s e o fL IT W ACt~ e t al . ( 19 5 3 ), e x c e p t t h a t t h e a l i q u o t s t a k e n a f t e r t h e i n e u b a -t i o n p e r i o ds , w e r e u s e d f o r u r i c a c id e s t i m a t i o n a n d n o t f o r x a n t h i n em e a s u r e m e n t s . U r i c a c id w as m e a s u r e d b y t h e c o l o r i m c t r ic m e t h o d o fB R o w ~ (1 94 5). C a re w a s t a k e n t h a t t h e v o l u m e of t h e s u p e r n a t a n tt e s t e d d o e s n o t c o n t a i n m o r e t h a n 12 7 , t h e m a x i m u m c o n c e n t r a t i o nl im i t in B a o w ~ ' s m e t h o d . T h e a c t i v i t y o f t h e e n z y m e w a s r e l a t e d t ot h e n i t r o g e n c o n t e n t o f t h e t i s s ue a n d n o t t o t h e f r e s h o r d r y w e i g h tw h i c h v a r i e s i n t h e d i f f e r e n t a n i m a l s a n d d i f f e r e n t n o u r i s h m e n t c o n d i -t i o n s (U ~ t~ nE IT , BU R~ IS a n d S T A u ~ 1 9 47 ).

T h e a c t i v i t y o f a r g in a s e i n ti s su e h o m o g e n a t e s w a s m e a s u r e d b yt h e c o l o r i m e t r i c m i c r o - m e t h o d d e s c r i b e d b y I Y E a a n d M V R TI ( 19 5 2) a n db y V A S T ( 1 9 5 2 ) i n w h i c h t h e t i s s u e h o m o g e n a t e i s i n c u b a t e d w i t h a r g i -n in e -/ tC 1 a t o p t i m u m t e m p e r a t u r e a n d p K . A t z e r o t i m e a n d a t t e nm i n u t e s i n t e rv a l s , h o m o g e n a t e s a m p l e w e r e p i p e t t e d a n d t e s t e d e o lo ri -m e t r i c a l l y f o r i t s a rg i n i n e c o n t e n t . T h e r a t e o f a r g i n i n e h y d r o l y s e d i st a k e n a s a m e a s u r e f o r t h e a c t i v i t y o f a r gi n as e . A r g i ni n e h y d r o l y s e d b ya c e r t a i n a m o u n t o f t i s su e w a s c a l c u l a t e d t o a n a m o u n t o f t i s s u e c o r-r e s p o n d i n g t o 1 n ag . t i s su e n i t r o g e n . B o t h li v e r a n d k i d n e y w e r e t e s t e df o r t h e i r a r g in a s e a c t i v i t y . T h e t i s su e h o m o g e n a t e s w e r e p r e p a r e d a sd e s c r i b e d u n d e r x a n t h i n e o x i d a s e .

R e s u l t s a n d D i s c u s s i o nA s i t i s c l e a r f r o m T a b l e I , x a n t h i n e o x i d a s e i s p r e s e n t i n t h e l i v e r

o f t o r t o i s e s a n d s n a k e s a n d i n t h e k i d n e y o f n e a r l y a l l t h e r e p t i l e s s t u d i e d .T h i s i s s h o w n f r o m t h e e x t r a u r i c a c i d f o r m e d i n t h e h o m o g e n a t e s a m p l e s


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272 FO UAD KHALIL and G & B E R H AG G~ kG :T ~ b l e 1 . Dis t r ibu t ion o f Xanth ine Oxidase in L iver and Kid ne y o f Rept i l es

Order

- - I - -Croco-d i l i a

--II--C h e l o n i a

- - I I I - -L a c e r -t i l i a

Species

Crocodylusni lot icus

Testudoleithii

U r o m a s t y xaegypt ia

Chalcides 1ocellatus

An imal No .

2,33, 31,3

2 ,3

3 ,9

4 ,3

5 ,~

1,9

2 ,3

3 , 9

4 ,9

5, $G r o u p 1( 12 a n i m a l s )G r o u p 2( 2 0 a n i m a l s )G r o u p 3( 2 0 a n i m a l s )G r o u p 4( 2 1 a n i m a l s )

Time of

(hrs.) genous

~,-Urie acid/rag tissue NLiv e r+ Sub-s t r a t e

K i d n e yF r o m I F r o madded Endo- + Sub- addedxan- genous s t rafe xan-th ine th ine

013.3304 .68010.920000010002 .000000O091 .4091.31094 .94

169 .64051 .9288 .09075 .33125.530113.12023 .4708.7209 .17014 .30


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X a n t h i n e o x i d a s e a n d a r g i n a s e in t h e l i v e r a n d k i d n e y o f r e p t il e sT a b le 1 (C o n t in u e d )

273

O r d e r S p e c i e s

Psammophis 1sibilans

Zamenis 1diadema

A n i m a l N o .

G r o u p 1(2 a n ima l s )G r o u p 2(2 an imals )G r o u p 3(2 an imals )G r o u p 4(4 an imals )G r o u p 1(2 an imals )G r o u p 2(2 an imals )G r o u p 3(2 a n ima l s

y - U r i c a c i d / r a g t i s s u e NL i v e r ~ : i d n e yT i m e o f!i n c u -b a t i o n E n d o -( h r s . ) g e n o u s

0 26.713 53.420 30.072 56.520 26.052 49.830 23.282 48.210 45.442 56.410 21.392 33.62

I + S u b -s t r a t e

26.7185.6930.0796.2026.0577.0023.2853.2145.4468.9621.3945.84

F r o ma d d e dx a n -t h i n e032.270.39.68027.1705.0012.55012.22

Endo-genous

160.40168.5089.80102.7050.2361.39

116.70116.7085.04133.70

150.50229.80

+ S u b -s t r a t e

160.40188.5089.80104.8050.2369.76

116.70128.9085.04142.10

150.50602.20

F r o ma d d e dXan -t h i n e

020.0002.1008.37012.2008.400372.40084.60

1 A s t h e l i v e r a n d k i d n e y o f t h e s e r e p t i l e s w e re s m a l l , m o r e t h a n o n e a n i m a lw e r e d i s s e c t e d a n d t h e i r t i s s u e s w e re h o m o g e n i s e d to g e t h e r , a s i n d i c a t e d u n d e rt h e a n i m a l n u m b e r .i n c u b a t e d w i t h t h e s u b s t r a t e . I n t h i s r e s p e c t , r e p t i l e s c a n b e d i v i d e di n t o t w o m a i n g r o u p s , t h e f i r s t h a v i n g n o h e p a t i c x a n t h i n e o x i d a s e( c ro c o d il e s a n d l i z a r d s ) a n d t h e o t h e r h a v i n g h e p a t i c x a n t h i n e o x i d a s e( t o r t o i s e s a n d s n a k e s ) . E I ) s o ~ , K ~ E B S a n d M O DE L ( 19 3 6) a n d R IC C E RI( 1 9 53 a , 1 9 5 3 b ) f o u n d a s i m i l a r c o n d i t i o n i n b ir d s . T h e p i g e o n f a m i l yi s d e v o i d o f h e p a t i c x a n t h i n e o x i d a s e , s i m i l a r i n t h i s c a s e t o c r o c o d i l e sa n d l i z a r d s , a n d t h e s e c o n d g r o u p r e p r e s e n t e d b y a l l b i r d s o t h e r t h a nt h e p i g e o n f a m i l y w h e r e x a n t h i n e o x i d a s e e x i s t s in t h e i r l i v e r s as i ti s t h e c a se w i t h t o r t o i s e s a n d s n ak e s . T h e k i d n e y s o f r e p t i l e s e x a m i n e dw e r e f o u n d t o c o n t a i n t h e e n z y m e w i t h t h e e x c e p t i o n o f t h e k i d n e y o ft o r t o i s e s w h e r e t h e e n z y m e is e i t h e r a b s e n t o r p r e s e n t i n t r a c e s . O nt h e o t h e r h a n d t h e k i d n e y o f a l l b i r d s w a s f o u n d t o c o n t a i n x a n t h i n eo x i d a s e (E DS ON e t a l . 1 9 3 6 a n d I ~ IC C E ~ I 1 9 5 3 a , 1 9 5 3 b ) .

M t ~ z ~ L ( 19 38 ) i n h i s s t u d y o n u r i c a c i d a n d u r e a f o r m a t i o n i nr e p t i l e s f a i l e d t o f o r m a n y u r i c a c i d b y t h e l i v e r o f l i z a rd s a n d s u c c e e d e dt o f o r m i t b y t h e l i v e r o f t o r t o is e s . A c c o r d i n g t o t h e p r e s e n t w o r k , i t isc l e a r t h a t t h i s w a s d u e t o t h e a b s e n c e o f x a n t h i n e o x i d a s e f r o m t h e l i v e ro f l i z a r d s a n d i t s p r e s e n c e i n t h a t o f t o r t o i s e s .

T h e p r e s e n c e o f x a n t h i n e o x i d a s e i n t h e l i v e r o f s n a k e s a n d i t s a b -s e n ce f r o m t h a t o f l i z a rd s c a n b e t a k e n as a b a s i s o f s y s t e m a t i c


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2 7 4 FOUAD KHALIL a n d GABER H A G G A G :d i f f e r e n t i a t io n b e t w e e n t h e s e t w o o r d e r s i n a d d i t i o n t o t h e k n o w na n a t o m i c a l d i f f e re n c e s w h i c h a r e s o m e t i m e s n o t q u i t e d e c i s i ve .I t i s n o t e w o r t h y t o p o i n t o u t t h a t x a n t h i n e o x i d a s e o f t h e l i v e r o fT e s t u d o l e i t h i i i s n o t a s a c t i v e a s t h a t o f s n a k e ' s l i v e r o r l i z a r d ' s k i d n e y ,

T a b l e 2 . D i s t ri b u t io n o f A r g i n a s e i n t he L i v e r a n d K i d n e y o f R e p t i l e s

O r d e r

Croeodi l i a

C he l on i a

L ace r t i l i a

O p h i d i a

S p e c i e s

Crocod ylus niloticus ]

Tes tudo lei thi i

U r o m a s t y x a e g y p t i a

ChaIcides ~ ocellatus

Psa m mo phis 1 s ib i lans

Z a m e n i s 1 d i a d e m a

A n i m a l n o .

I , ?I I , d "I I I , c ?IV, c?

I , c ?I I ,I I I ,I V , 3V , $V I , 3

1 , 9n , ?I I I , 6 'I V ,

G r o u p 1(12 an imal s)G r o u p 2(20 an imal s)G r o u p 3(20 an im al s)G r o u p 1(2 an imal s)G r o u p 2

( 2 an i m a l s )G r o u p 3(2 an imal s)G r o u p 1(2 an imal s)G r o u p 2(2 an im al s)G r o u p 3

y - a r g i n i n e H G 1 h y d r o l y s e dp e r e a c h m g t i s s u e Na f t e r 1 0 r a i n i n c u b a t i o nL i v e r I K i d n e y

0 5580 3970 3380 7541210 01075 02805 04500 02213 03750 0

0 1370 1250 1250 1610 1680 00 1490 9O0 4000 3120 2730 946

(2 an im al s) 0 7041 A s t h e s e a n i m a l s a r e s m a l l, m o r e t h a n o n e a n i m a l w e r e d i s se c t ed a s i n d i c a t e du n d e r t h e a n i m a l n u m b e r , t h e i r t i s s u e s w e r e h o m o g e n i s e d t o g e t h e r a n d t e s t e d .

T a b l e 1 . T h i s lo w e r e n z y m a t i c a c t i v i t y i n to r t o i s e s r u n s i n h a r m o n yw i t h t h e g e n e r a l a c t i v i t y o f t h e s e a n i m a l s w h i c h i s m u c h l o w e r t h a n i ns n a k e s o r l i z a r d s .

S i n ce t h e l i v e r of v e r t e b r a t e s , i n g e n e r a l , i s k n o w n t o p l a y a n i m p o r -t a n t r o le in t h e m e t a b o l i s m , i t w a s t h o u g h t o f i n t e r e s t t o s e e h o w f a r


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Xanthine oxidase and arginase in the liver and kidney of reptiles 275xanthine oxidase-free livers of reptiles can help in the process of uricacid formation, and this will be the subject of a next paper.

As to the distribution of arginase, the results are shown in Table 2,and summar ised in Table 3. In Table 2, it is clear th at arginase wasTable 3. Sure,m ar y of the Distributio~ qf Xa~thir~e Oxidase and Argina~e in Repti les

OrderI

Species

I. Crocodflia Crocodylus niloticusII. Cheloniaa) Fresh wa-ter t u r t l e s

b ) Marineturtlese) Terrestrialtortoises

II I. Lacertilia

I V . Ophidia

E m y s e urop a ea

ThalassochlyscarettaTestudo graecaTestudo leithiiLaeerta agiliaA n g u i s / ra g i l isUromastyx aegyp-tiaChalcides o cellatusP sa m m o p h i s s ibi -lansZamenis d iadema

Xanth ine Ar g inaseoxidase[ Ki4- Kid-Live r hey Live r ney

- - - +

+ -

- +

+ ++ -- or + -trace

- - + - -

- - - -

+ +

R e f e r e n c e s

Present work

RmCERI 1954CLE3IENTs aS citedby BALDWIN1952RmCERI1954RIcoEI~I 1954Present workC L E M E N T I ~ as c i t edby BALDWIN 1952CL~E~TI, as citedby BALDWIN1952Present workPresent workPresent w o r kP r e s e n t w o r k

absent from the liver of all the reptiles studied except that of tortoises.The enzyme was proved to be present in the liver of the tortoise, T e s t u d ol e i t h i i . This finding supports the generalisation pointed out before byCLEMENTI (1914) th at "t he enzyme arginase is present in the livers ofureotelie animals, but absent where metabolism is uricotelic', since nohepatic arginase was found in the ammono-uricotelie crocodiles (K~ALILand tIAGGAG 1958) or in the uricote lic lizards and snakes, while theenzyme existed in the liver of the ureo-uricotelic tortoises which excreteurea in big quanti ties (KI~ALIL and HAGGAG 1955).

In the kidney, the enzyme was found to be present in that of C r o -c o d y l u s n i l o t i c u s , absent from that of tortoises, while in the lizardsand snakes examined, only little amoun ts were present in the kidney. Asimilar finding was arrived at in birds by CLEM~I (1914) who found


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2 7 6 FOUAD K~ALIL a nd GABER HAGOAG:t h a t t h e k i d n e y o f b i r d s c o n t a i n e d s o m e of t h e a r g i n a s e e n z y m e . T h i sa r g i n a s e f o u n d i n t h e k i d n e y o f t h e s e r e p t i l e s m a y b e r e s p o n s i b l e f o rt h e l i t t l e u r e a e f o u n d i n t h e l i q u i d u r i n e o f c ro c o d i l e s a n d f o r t h e u r e as o m e t i m e s p r e s e n t i n t h e n i t r o g e n o u s e x c r e t a o f l i z a rd s a n d s n a k e s . T h ep r e s e n c e o f a r g i n a s e in t h e k i d n e y o f s u c h r e p t i l e s m a y i n d i c a t e t h a t t h es i t e o f f o r m a t i o n o f u r e a i n u r i c o t e l i c r e p t i l e s i s i n t h e k i d n e y . A s i m i l a rc o n c l u si o n i n b i rd s , w a s a r r i v e d a t b y C L E M ~ T I ( 19 45 ).

Summary1 . A m e t h o d a p p l i c a b l e fo r th e i n v e s t i g a t i o n o f x a n t h i n e o x i d a s e in

u r i c a c i d - e x c r e t i n g a n i m a l s i s d e s c r i b e d .2 . I n c r o c od i le s a n d l i za r d s , x a n t h i n e o x i d a s e i s p r e s e n t i n t h e k i d n e y ;i n s n a k es , i n b o t h l i v e r a n d k i d n e y ; a n d l a s t l y i n to r t o i s e s , t h e e n z y m e i sp r e s e n t m a i n l y in t h e l i v e r b u t s o m t i m e s a l s o i n t h e k i d n e y in t r a c e s .

3 . T h e p r e s e n c e o f h e p a t i c x a n t h i n e o x i d a s e in s n a k e s a n d i t s ab s e n c ef r o m l i z a rd s c a n b e l o o k e d u p o n a s a b a s is f o r t h e d i f f e r e n t i a t i o n b e t w e e nO r d e r O p h i d i a a n d O r d e r L a c e r t i l ia .

4 . A r g i n a s e w a s p r e s e n t i n t h e l i v e r o f c h e l o n i a n t o r t o i s e s , b u t h e p a t i ca r g i n a s e w a s a b s e n t f r o m c r oc o d il e s, l i z a r d s a n d s n a k e s s t u d i e d .

5 . I n t h e k i d n e y , a r g i n a s e w a s p r e s e n t i n f a i r a m o u n t s i n c r o co d i le s ,a n d i n l i t t l e a m o u n t s i n l i z a r d s a n d s n a k e s , w h i le t h e k i d n e y o f t o r t o i s e sw a s c o m p l e t e l y fr e e of t h e e n z y m e .

6 . T h e p r e s e n c e o f a r g i n a s e i n t h e k i d n e y o f u r i c o t e l i c re p t i l e s , p r o v e st h a t t h e k i d n e y i s t h e s i te o f f o r m a t i o n o f t h e l i t t l e u r e a s o m e t i m e se x c r e t e d b y t h e s e a n i m a l s .

ReferencesAXELtCOD,A . E . , a n d C . A . E L V E tI JE ~ : T h e x a n th in e o x id a s e c o n te n t o f r a t l i v e rin r ibo f lav in def ic iency . J . b io l . Chem. 140 , 725 --738 (1941).BALDWIN,E . : D y n a m i c a s p e c t s o f b i o c h e m i s tr y . C a m b r i d g e U n i v e r s i t y p r e s s 1 95 2.B RO W N, H . : T h e d e t e rm in a t io n o f u r ic a c id i n h u m a n b lo o d . J . b io l . C h em. 1 ~ 8,601--603 (1945) .CLEMENTI,A . : R ic e r c h e s u l l a a rg in a s i : l a d i s t r i b u z io n e d e l l a a rg in a s i n e l l ' o rg a n i s m oe n e l l a s e r i d e i v e r t e b r a t i . A t t i A c c a d . n a z . L in c e i 2 3, 6 1 2 - -6 1 6 (19 14 ).C LE MEN TI, A . : T h e k id n e y a s a u r e a - fo rmin g o rg a n in b i rd s : I . U re a c o n te n t o fch icke n k id ney . Bol l . Soc . i ta l . B io l . sper . 20 , 46 l 463 (1945) . C i ted by th eChem . Ab s t r . 40 , 66 07 (1946).COULSON, R. A ., T. HERNANDEZ an d F. G. BtCAZDA: Bio che m ical s tu die s on al l i -ga to rs , P roc . Soc . exp . B io l . (N .Y .) 73 , 203--203 (1950) .E DS ON , N . L . , H . A . K R E B S a n d A . M O D E L: T h e s y n th e s i s o f u r i c a c id i n t h e a v i a no r g a n is m . H y p o x a n t h i n e a s a n i n t e r m e d i a r y m e t a b o l i t e . B i o c he m . J . 3 0,1380--1385 (1936) .F O L IN , 0 . , a n d V . C IO CA LT EU : O n th e t y ro s in e a n d t r y p to p h a n e d e t e r m in a t io n sin p ro te ins . J . b io l . Chem. 73 , 627 --65 0 (1927).~TIAGGAG,G . : N o n - p r o t e i n n i t ro g e n o u s e x c r e t i o n in s o m e E g y p t i a n r e p ti l e s. M a s t e ro f S c i e n c e t h e s i s , t h e U n iv e r s i t y o f C a iro , E g y p t , 1 9 54 .


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X a n t h i n e o x id a s e a n d a r g in a s e i n t h e l i v e r a n d k i d n e y o f re p t il e s 277HITCttl~GS, ~ . i . : T h e e s t i m a t i o n o f g u a n i n e a n d x a n t h i n e . J . b i o l. C h e m . 1 ~9 ,

8 4 3 - - 8 5 4 ( 1 9 4 1 ) .t t o P P I ~ o , A . : S e a s o n a l c h a n g e s i n th e g a s es a n d s u g a r o f t h e b l o o d a n d n i t r o g e nd i s t r i b u t i o n i n t h e b l o o d a n d m ' i n e o f a l li g a t o rs . A m e r . J . P h y s i o l . 6 6 , 1 4 5 - - 1 6 3(1923).I Y E ~ , S . N . , a n d C . 1%. K . M V R T I: A m i c r o m e t h o d f o r t h e a s s a y o f a r g i n a s e i nt i s s u e h o m o g e n a t e . E x p e r i e n t i a (B a s e l ) 8 , 3 0 8 - - 3 0 9 ( 19 5 2) .K ~ A L IL , F . : E x c r e t i o n i n r e p t i l e s . I . N o n p r o t e i n 1 1i tr og en c o n s t i t u e n t s o f t h e u r i n eo f t h e s e a t u r t l e C h e l o n e m y d a s L . J . b i o l . C h e m . 1 71 , 6 1 1 - - 6 1 6 ( 1 94 7) .K ~ L I L , F . : E x c r e t i o n i n r e pt il e s. I I . N i t r o g e n o u s c o n s t i t u e n t s o f t h e u r i n a r yc o n c r e t i o n s o f t h e o v i p a r o u s s n a k e Z a m e n i s d i a d e m a , S c h l e g el . J . b i o l . C h e m .1 7 2 , 1 0 1 - - 1 0 3 ( 1 9 4 8 3 ) .K ~ A LIL , F . : E x c r e t i o n i n r e p t i le s . I I I . N i t r o g e n o u s c o n s t i t u e n t s o f t h e u r i n a r yc o n c r e t i o n s o f t h e v i v i p a r o u s s n a k e E r y x t h e b a i c u s , R e u s . J . b i o l . C h e m .1 7 2 , 1 0 5 - - 1 0 6 ( 1 9 4 8 b ) .K H A L IL , F . : E x c r e t i o n i n r e p t il e s . I V . N i t r o g e n o u s c o n s t i t u e n t s o f t h e e x c r e t a o fl i z a r d s . J . b i o l . C h e m . 1 8 9, 4 4 3 - - 4 4 5 ( 1 95 1) .K ~ A L ~L , F . , a n d G . H A C G A G :U r e o t e l i s m a n d u r i c o t e l is m i n t o r to i s e s . J . e x p . Z o o l.130, 4 2 3 - - 4 3 2 ( 1 9 5 5 ) .K ~ L ~ , F . , a n d G . H A G G A G : N i t r o g e n o u s e x c r e t i o n i n c ro c o d il es . J . e x p . B i o l.8~ , 552- -555 (1958) .

LITWAOI~, G., J . W . BOTIIWELL, J.N. W I n u ~ s jr . and C.A. ELVEIIJEiVf: Ac o l o r im e t r i e a s s a y f o r x a n t h i n e o x i d a s e i n r a t l i v e r h o m o g e n a t e s . J . b i o l. C h e m .20@, 3 0 3 - - 3 1 0 ( 1 9 5 3 ) .M O YL ]~, V . : N i t r o g e n o u s e x c r e t i o n i n c h e l o n i a n r e p t i le s . B i o c h e m . J . 4 4 , 5 8 1 - - 5 8 4(1949).MONZEL,P . : U n t e r s u e h u n g e n f i b e r d i e H a r n s t o f f b i l d u n g b e i W f l ' b e lt i e re n . Z o o l.J b . , Ab t . Mlg . Zoo l . u . Phys io l . 59 , 113- - -148 (1938) .P o ~ T ~ R , V . 1 %, a n d C . A . E L Y E tI JE M : A m o d i f i e d m e t h o d f o r t h e s t u d y o f t i s s u eo x i d a t i o n s . J . b i o l . C h e m . 11 4 , 4 9 5 - - 5 0 4 ( 1 93 6 ).1 % m o Ea I, G . : L a d i s t r i b u z i o n e d e l l a x a n t i n o s s i d a s i n e l l e d i v e r s e s p e c i e d i U c e e l l i.I . L a p r e s e n z a d e l l a x a n t i n o s s i d a s i n e l f e g a t o d e l le d i v e r s e s p e ci e e i l p r o b l e m ad e l l ' u r i c o s i n t e s i n e g l i U c e e l l i . A r c h . S c i. b i o l . ( B o l o g n a ) 3 7 , 6 0 5 - - 6 1 0 ( 1 9 5 3 a ) .g l O O ~ I , G . : L a d i s t r i b u z i o n e d e l la x a n t i n o s s i d a s i h e ll e d i v e r s e s p e c ie d i U e c e l li .I I . L a d i s t r i b u z i o n e d e l l a x a n t i n o s s i d a s i n e g l i o r g a n i d e l le d i v e r s e s p e c i e d iU e c e l l i . A r c h . S e i . b i o l . 3 7 , 6 1 1 - - 6 1 8 ( 1 9 5 3 b ) .R lC C ~ R I, G . : L a d i s t r i b u z i o n e d e l l a x a n t i n o s s i d a s i n e g l i o r g a n i d e l l e d i v e r s e s p e c i ed i e e h e l o n i s t u d i a t a i n r e la z i o n e a l d iv e r s e c a r a t t e r e d e l lo r o m e t a b o l i s m oa z o t a t o e p u r i n i e o . A r c h . S c i . b i o l . 3 8 , 8 3 - - 8 8 ( 1 9 5 4 ) .U3'~B~EIT,W . W . , 1%. I-L B v ~ I S a n d J . F . S T A V F F ~ : M a n o m e t r i c t e c h n i q u e a n dr e l a t e d m e t h o d s f o r t h e s t u d y o f ti s s u e m e t a b o l i s m . M i n n e a p o l i s , M i n n . : B u r g e s sp u b l i s h i n g C o . 1 94 7 .V A S T, V . : S p e e t r o p h o t o m e t r i c d e t e r m i n a t i o n o f a r g i n i n e - e o n t M n i n g p r o t e i n s i ns e r u m s . P e r m a n e n t e l ~ dn m e d . B u l l . 1 0, I 7 7 - - 1 8 2 (1 95 2).W I L L ~ N S , J . N . jr . : A m i c r o m e t h o d f o r t h e d e t e r m i n a t i o n o f x a n t h i n e a n d g u a -n i n e i n u r i n e . J . b i o l . C h e m . 1 8 4 , 6 2 7 - - 6 3 2 ( 19 50 ).

P rof . Dr . FOUND KHALIL ,D e p a r t m e n t o f Z o o lo g y, F a c u l t y o f S c i en c e , C a ir o U n i v e r s i t y g u i z a ( E g y p t)

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Xanthine Osidase and Arginase in the Liver and Kidney of Reptiles