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Análise do padrão de acetilação e feruloilação de arabinoxilano de cana de açúcar

Processo: 13/25396-4
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de agosto de 2014 - 31 de julho de 2016
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Botânica - Fisiologia Vegetal
Pesquisador responsável:Marco Aurelio Silva Tine
Beneficiário:Marco Aurelio Silva Tine
Instituição-sede: Instituto de Botânica. Secretaria do Meio Ambiente (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
Pesq. associados:Camila Caldana ; Helaine Carrer
Assunto(s):Cana-de-açúcar  Parede celular vegetal  Hemicelulose  Expressão gênica  Ácido ferúlico  Xilanos 

Resumo

A cana de açúcar é a principal fonte de biocombustíveis no Brasil, mas ainda há uma grande demanda interna a ser suprida. A melhor perspectiva para o aumento da produção é a geração de etanol de segunda geração, feito a partir da digestão e fermentação dos açúcares componentes da parede celular. O desenvolvimento dessa tecnologia está diretamente ligado à compreensão da estrutura da parede celular da cana. Apesar da importância da planta para toda a cadeia produtiva, diversos aspectos da estrutura da parede celular da cana ainda não foram esclarecidos. Em especial, o padrão de ramificação com acetato e ácido ferúlico na principal hemicelulose da parede de cana: o arabinoxilano. Em grande parte, o problema se deve ao protocolo típico de extração de polissacarídeos que fraciona a parede com NaOH, hidrolizando as ligações éter desses substituintes. O presente projeto propõe o estudo das alterações na estrutura do arabinoxilano causadas pela alteração na expressão do gene Cafeoil O-Metil transferase (COMT). Em especial, serão investigadas as alterações da abundância de acetilações e ligações de ácido ferúlico à estrutura do polissacarídeo, uma vez que o gene é fundamental na síntese de ácido ferúlico e precursores de lignina (síntese de fenilpropanóides). Já foi demonstrado que os mutantes disponíveis possuem redução no teor de lignina da parede (em diferentes graus), mas a estrutura da hemicelulose não foi analisada. Diversos trabalhos mostram que alterações em um elemento da parede celular geralmente são acompanhadas de alterações em outros componentes, aparentemente em um mecanismo de equilíbrio dinâmico que mantém a funcionalidade da parede apesar das modificações induzidas. Para atingir o objetivo, será desenvolvida uma técnica de extração de hemicelulose sem o uso de pHs extremos, mantendo ao máximo a estrutura nativa dos polímeros. Em seguida o arabinoxilano será analisado por técnicas de digestão com xilanase e análise dos oligossacarídeos por cromatografia líquida e espectrometria de massas. O uso combinado dessas técnicas permitirá não apenas identificar a estrutura dos oligossacarídeos, mas também desenvolver técnicas de análise de fingerprinting de oligossacarídeos que poderão ser utilizadas na caracterização do arabinoxilano. (AU)