O conteudo informacional da molecula de xiloglucano de cotiledones de Hymenaea courbaril reflete suas funções em nivel celular

Autor(es)

Marco Aurelio Silva Tine

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia
• Data de defesa: 2002-02-28

Membros da banca

Marcos Silveira Buckeridge; Ariel Alejandro Orellana Lopez; Marcia Regina Braga; Paulo Mazzafera; Ione Salgado

• Orientador: Marcos Silveira Buckeridge

Resumo

Sementes de algumas espécies apresentam espessamentos de parede celular devido à deposição de um determinado polissacarídeo que* constitui uma reserva de carbono e energia para a plântula após a germinação. Um destes polissacarídeos é o xiloglucano (XG). Este polissacarídeo apresenta uma cadeia principal de glucose _-(1,4) ligada com ramificações regulares com xilose a-(1,6) ligada. Algumas das xiloses apresentam ainda ramificações com galactose _-(1 ,2) ligada. Na parede primária algumas das galactoses possuem ainda ramificações de fucose a-(1,2) ligadas. Dentre as sementes que possuem esta reserva estão Tamarindus indica, Tropaeolum majus, Copaifera langsdorffii e Hymenaea courbaril. Uma dos principais métodos de análise de xiloglucano é a digestão do polissacarídeo com celulase e a análise dos oligossacarídeos resultantes. Nas espécies estudadas os oligossacarídeos liberados possuem quatro glucoses na cadeia principal, mas em H courbaril, foi descrita uma série de oligossacarídeos com cinco glucoses na cadeia principal, além da série habitual de quatro glucoses. Três novos oligossacarídeos constituintes do xiloglucano de reserva de H courbaril foram isolados e caracterizados neste trabalho. Os oligossacarídeos possuem apenas uma galactose cada e diferem entre si pela posição desta galactose. Como a presença de oligossacarídeos com cinco glucoses só foi descrita até hoje nesta espécie, a interação entre a xilosil e a glucosiltransferase no Complexo de Golgi durante a biossíntese da parede de reserva de H courbaril pode vir a ser uma importante ferramenta para entender o processo de biossíntese do polissacarídeo. A presença desta nova série de oligossacarídeos provavelmente inverte a posição das ramificações de xiloglucano. Esta inversão da cadeia poderia alterar a simetria da molécula, o que poderia ter implicações na interação com outros polissacarídeos e enzimas do seu próprio metabolismo. Um estudo da interação da celulase com este polissacarídeo mostrou que a velocidade de degradação do xiloglucano de H courbaril é maior que a degradação do xiloglucano de C. langsdorffii. O padrão de ramificação do polímero com galactose também interfere no padrão de ataque da celulase sobre o polímero, sendo que a redução das ramificações aumenta a suscetibilidade do polissacarídeo à enzima. A presença de uma exo-hidrolase (_-galactosidase) durante a hidrólise pela celulase altera o estado final de equilíbrio mesmo não participando diretamente na reação da celulase, o que indica uma complexa interação entre as enzimas do metabolismo de xiloglucano que poderia ocorrer através do próprio polímero na forma de alterações nas cadeias laterais. Os processos de degradação e biossíntese do xiloglucano, portanto, parecem estar finamente sincronizados e o veículo para a integração entre os dois processos poderia ser o próprio políssacarídeo, uma vez que o padrão de ramificação do xiloglucano é capaz de codificar informação suficiente para modular a ação das enzimas sobre o xiloglucano. A localização sub-celular do resíduo de fucose na parede de reserva mostrou que o polissacarídeo de reserva é depositado em uma camada entre duas camadas estruturais. A parede de reserva, portanto, possui pelo menos duas populações distintas de xiloglucano que diferem entre si pela posição, estrutura e função: o xiloglucano de reserva é mais solúvel, pobre em fucose e depositado em uma camada intermediária da parede; o xiloglucano estrutural é menos solúvel, fucosilado e depositado em volta da camada de reserva. A presença da camada estrutural externa deve ser um importante elemento estrutural do tecido durante a mobilização do xiloglucano de reserva e a diferença na composição dos polissacarídeos permite que o xiloglucano de reserva seja desmontado pelas exo-hidrolases sem afetar o xiloglucano estrutural. As diferenças na composição das duas populações de xiloglucano, portanto, refletem diferenças fisiológicas fundamentais e o padrão de ramificação parece ser um elemento importante para manter as diferenças entre os xiloglucanos de forma a permitir que a parede funcione como reserva de polissacarídeos (AU)

• Processo FAPESP: 97/10338-4 - Estrutura fina do xiloglucano de parede celular de sementes de Hymanaea courbaril L.
• Beneficiário: Marco Aurelio Silva Tine
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado