Amino acid and metal content of Crassostrea gigas shell infested by Polydora sp. in the prismatic layer insoluble matrix and blister membrane

Composition en acides aminés et en métaux de la coquille de Crassostrea gigas infestée par Polydora sp. dans la couche prismatique de la matrice insoluble et dans la membrane des ampoules ou chambres vaseuses

¹ Laboratrio de Fisiologia Aplicada, Instituto de Ciências Biomédicas Abel Salazar 4050 Porto, Portugal
² Instituto de Cenética Médica Jacinto de Magalhães, 4000 Porto, Portugal
³ Instituto de Engenharia Biomédica, Faculdade de Engenharia, 4100 Porto, Portugal
⁴ Laboratório de Farmacologia, Faculdade de Medicina, 4200 Porto, Portugal

Received: 10 June 1995
Accepted: 9 November 1995

Abstract

The spionid polychaete Polydora sp. can live and reproduce inside the oysters' shell, excavating a U-shaped burrow the central portion of which is filled with detritus and particles of dissolved shell. The oyster responds by secreting an organic layer, confining the worm, and later covering it with calcitostracum. This process creates a characteristic "mud blister". Crassostrea gigas were analysed for the organic matrix amino acid content and 14 metals of the whole shell of normal oysters and severely Polydora infested ones. Amino acid, DOPA and FT-Raman analyses were also performed on isolated membranes from the characteristic mud blister and on prismatic layer insoluble matrix (PLIM) of infested oysters, with the aim of detecting any differences between the two organic matrices. Membranes and PLIM composition differ from whole normal shell organic matrix by having lower aspartate and glycine and higher levels of virtually all hydrophobic amino acids, especially alanine. There are no significant differences between membranes and PLIM in the ratio of charged to non-polar amino acids, respectively 0.54 and 0.59. L-DOPA content is also similar in the two matrices with 0.45 (± 0.18) and 0.57 (± 0.30) ng.mg⁻¹ protein for PLIM and membranes respectively. The FT-Raman spectra of membranes is very similar to that of PLIM, suggesting that they have identical composition. Zinc, iron and manganese are significantly higher in infested than in normal shells. Infested oysters can provide an excellent opportunity for investigating normal biological calcification processes.

Résumé

Le polychète spionidé Polydora sp. peut vivre et se reproduire à l'intérieur des coquilles d'huître, creusant un tube en forme de U, la partie centrale est remplie de détritus et de particules dissoutes de coquilles. L'huître répond en secrétant une couche organique, confinant et finalement couvrant le ver de calcitostracum. Ce mécanisme crée « une ampoule vaseuse » caractéristique. Sont analysés les acides aminés et 14 métaux de coquilles d'huîtres Crassostrea gigas, normales et sévèrement infestées par Polydora. Les acides aminés, L-dihydroxyphénylalanine (DOPA) et les spectres-Raman sont aussi analysés, des membranes des ampoules vaseuses et de la couche insoluble prismatique (PLIM) des huîtres infestées. La composition des membranes et celle de PLIM diffèrent de celles d'huîtres non infestées par des niveaux plus faibles en aspartate et en glycine, par des niveaux plus élevés en acides aminés hydrophobes, l'alanine en particulier. Il n'y a pas de différences significatives entre les membranes et PLIM dans la proportion d'acides aminés non polaires, 0,54 et 0,59 respectivement. Le contenu en L-DOPA est similaire entre les deux matrices avec 0,45 (± 0,18) et 0,57 (± 0,30) ng.mg⁻¹ protéine pour PLIM et les membranes respectivement. Le spectre TF-Raman de la membrane est très semblable à celui de la couche insoluble PLIM, supposant qu'elles ont la même composition. Zinc, fer et manganèse sont significativement plus élevés chez les huîtres infestées. Les huîtres infestées peuvent être l'occasion d'études des mécanismes de calcification biologique.