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Lysine, threonine, methionine and isoleucine are synthesized from aspartate in a branched pathway in higher plants. Aspartate kinase plays a key role in the control of the aspartate pathway. The enzyme is very sensitive to manipulation and storage and the hydroxamate assay normally used to determine aspartate kinase activity has to be altered according to the plant species and tissue to be analyzed. We have optimized the assay for the determination of aspartate kinase in maize plants callus cell cultures. Among all the assay parameters tested, the concentration of ATP/Mg and temperature were critical for enzyme activity. In the case of temperature, 35degreesC was shown to be the optimum temperature for aspartate kinase activity.

For human nutrition the main source of vegetable proteins are cereal and legume seeds. The content of total soluble amino acids in mature endosperm of wild-type, opaque and floury maize (Zea mays L.) mutants were determined by HPLC. The total absolute concentration of soluble amino acids among the mutants varied depending on the mutant. The o11 and o13 mutants exhibited the highest average content, whereas o10, fl3 and fl1 exhibited the lowest average content. In general, the mutants exhibited similar concentrations of total soluble amino acids when compared to the wild-type lines, with the clear exception of mutants o11 and fl1, with the o11 mutant exhibiting a higher concentration of total soluble amino acids when compared to its wild-type counterpart W22 and the fl1 mutant a lower concentration when compared to its wild-type counterpart Oh43. For methionine, the mutants o2 and o11 and wild-type Oh43 exhibited the highest concentrations of this amino acid. Significant differences were not observed between mutants for other amino acids such as lysine and threonine. The high lysine concentrations obtained originally for these mutants may be due to the amino acids incorporated into storage proteins, but not those present in the soluble form.

A lisina é um aminoácido essencial cuja via de biossíntese faz parte da via metabólica do ácido aspártico, pela qual são também sintetizados os aminoácidos treonina, metionina e isoleucina. Além disso, a lisina é o principal aminoácido limitante em todos os cereais e por cerca de 30 anos a via do ácido aspártico tem sido estudada em plantas, com o intuito de desvendar e caracterizar os principais pontos chave na regulação das vias de biossíntese desses aminoácidos. Duas etapas distintas, uma primeira originada a partir do desenvolvimento da cultura de tecidos (anos 70-80) e a segunda a partir do desenvolvimento de técnicas para a transformação de plantas (anos 90), permitiram que mutantes bioquímicos e plantas trangênicas fossem produzidos com alterações específicas em passos metabólicos chave, levando à superprodução e acúmulo de treonina em vários tecidos das plantas. Entretanto, a acumulação de lisina em sementes não foi obtida. Tal fato, associado a estudos bioquímicos da via de degradação da lisina em cereais e em leguminosas, indicou que a manipulação da degradação seria tão ou mais importante que a manipulação da biossíntese de lisina para o acúmulo deste aminoácido em sementes dos cereais . Em milho, o uso e estudo de outros mutantes tais como o opaco-2 e variedades QPM (Quality Protein Maize) contribuíram significativamente para a compreensão dos eventos regulatórios. As estratégias para a obtenção de materiais ricos em lisina e sua relevância à manipulação de outros aminoácidos são revisados.