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Purificação e caracterização comparada das enzimas de síntese e degradação de frutanos em Viguiera discolor Baker e Polymnia sonchifolia Poep. Endl. (Asteraceae) (2002)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: ITAYA, NAIR MASSUMI - IB
  • USP Schools: IB
  • Sigla do Departamento: BIB
  • Subjects: COMPOSITAE; METABOLISMO VEGETAL
  • Language: Português
  • Abstract: Viguiera discolor e Polymnia sonchifolia são espécies herbáceas pertencentes à tribo Heliantheae da família Asteraceae que acumulam frutanos da série da inulina em seus órgãos subterrâneos de reserva. A gande diferença no grau de polimerização médio dos frutanos acumulados nestas duas espécies fizeram delas materiais apropriados para o estudo dos fatores envolvidos na determinação do comprimento das cadeias de inulina. A atividade das enzimas 1-SST, 1-FFT e 1-FEH e da invertase, assim como o conteúdo e perfil dos frutanos foram analisados mensalmente nos rizóforos e nas raízes tuberosas de P. sonchifolia durante o ciclo anual de crescimento. Os resultados mostram que a atividade de 1-SST foi sempre mais alta do que a de 1-FFT em ambos os órgãos. as enzimas de síntese apresentaram o seu pico de atividade aos 8 meses de cultivo, sendo que a atividade dessas enzimas foi sempre mais alta nos rizóforos do que nas raízes tuberosas, enquanto a atividade hidrolítica predominou nas raízes tuberosas, principalente quando os substratos utilizados foram 1-cestose e a nistose. Alé, disso, a atividade hidrolítica esteve presente durante todo o ciclo de crescimento dessas plantas. A partir desses resultados, rizóforos com oito meses de cultivo foram utilizados para obtenção de extratos para a purificação das sintetases e raízes tuberosas com 10 meses de cultivo, para a purificação de hidrolases. Com o objetivo de comparar as características dessas enzimas, raízes tuberosas deplantas de V. discolor em início de dormência foram utilizadas para a purificação dessas mesmas enzimas. Os resultados obtidos mostram a existência de seis 1-FEHs que foram isoladas de raízes e rizóforos de P. sonchifolia, enquanto apenas uma 1-FEH com baixa atividade foi isolada de V. discolor. Além disso, estas enzimas apresentaram características como massa molecular e temperatura ótima de atividade diferentes. Quanto às enzimas de síntese, estas também apresentaram características bastante distintas. O pH ótimo da 1-SST e da 1-FFT de P. sonchifolia variou entre 4,5 e 5,0, enquanto em V. discolor o pH variou entre 5,5 e 6,0. As massas moleculares da 1-SST e 1-FFT de V. discolor estimadas por SDS-PAGE foram de aproximadamente 49 e 52 kDa, enaquanto bandas protéicas de 80, 54 e 46 kDa foram reveladas para 1-SST e de 64 e 46 kDa para 1-FFT de P. sonchifolia. O Km da 1-FFT de V. discolor para o substrato 1-cestose foi 2 vezes maior em relação ao Km calculado para P. sonchifolia. Um estudo comparativo entre as enzimas de síntese e degradação de frutanos das duas espécies também foi realizado. Para isso, a 1-FEH foi induzida em ambas espécies pela eliminação dos órgãos aéreos, com o intuito de padronizar essa atividade. Quanto às sintetases, rizóforos de plantas de P. sonchifolia com 8 meses de cultivo e raízes tuberosas de plantas de V. discolor na fase de início de dormência foram utilizados como fonte para os extratosenzimáticos. Os substratos utilizados para hidrolases foram sacarose, 1-cestose, nistose, inulina de Polymnia sonchifolia, inulina de Vernonia herbacea, inulina de Viguiera discolor e levano de Gomphrena macrocephala, enquanto para as sintetases foram utilizados a sacarose e um frutano com GP 5. Os resultados mostram que a 1-FEH de raízes tuberosas e rizóforos de P. sonchifolia apresentam taxa hidrolítica maior do que a 1-FEH de raízes tuberosas de V. discolor e que ambas tiveram maior afinidade por oligossacarídeos e preferência po inulina de menor GP. Além disso, hidrolisaram preferencialmente frutanos me ligações 'beta'-2-1. Quanto às sintetases, os extratos de ambas as espécies foram capazes de sintetizar frutanos, sendo que o extrato de P. sonchiifolia produziu frutanos com GP 3 e 4 e o de V. discolor frutanos com GP 3,4 e 5, quando incubados com sacarose por um pe´riodo de 96 horas. Quando pentassacarídeo foi utilizado como substrato foi possível verificar um nítido direcionamento da reação no sentido de hidrólise nas incubações com extrato de P. sonchifolia e no sentido de síntese nas incubações com extrato de V. discolor, resultado em polímeros com GP de até 12, enquanto em P. sonchifolia foram detectados apenas glicose, frutose e traços de 1-cestose, após 96h de incubação. A inibição da atividade hidrolítica pela sacarose foi também avaliada adicionando-se sacarose à mistura de incubação. Nas incubações com o extrato deP. sonchifolia a inibição pode ser notada, enquanto com o extrto de V. discolor o prduto final após 96 horas de incubação foi praticmente o mesmo, excetuando-se as proporções de glicose e frutose. Com a crescente invasão do cerrado por espécies exóticas, especialmente gramíneas africanas, Viguiera discolor está ameaçada de extinção. Dessa maneira plantas de V. discolor foram cultivadas in vitro com o intuito de obter plantas em menor tempo e em grande escala. Por essa técnica foram obtidas plantas uniformes, além da formação de raízes, raízes tuberosas e uma estrutura semelhante a calos. Análises por HPAEC/PAD mostraram a presença de frutanos da série da inulina nas raízes, raízes tuberosas e nos calos. Foram cultivados, também, para fins comparativos, calos obtidos a partir de explantes caulinaares de V. discolor e explantes de raízes de P. sonchifolia. Análise desses calos evidenciaram a presença de frutanos e das enzimas de síntese (1-SST e 1-FFT) desses polímeros. Foi também possível verificar que a razão 1-SST/1-FFT encontrada em plantas cultivadas em condições naturais foi mantida nesses tecidos cultivados in vitro, sendo viável a utilização dessa técncia para o estudo do metabolismo de frutanos nessas espécies
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 17.09.2002

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    IB12000021198D-927
    How to cite
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    • ABNT

      ITAYA, Nair Massumi; RIBEIRO, Rita de Cássia Leone Figueiredo. Purificação e caracterização comparada das enzimas de síntese e degradação de frutanos em Viguiera discolor Baker e Polymnia sonchifolia Poep. Endl. (Asteraceae). 2002.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2002.
    • APA

      Itaya, N. M., & Ribeiro, R. de C. L. F. (2002). Purificação e caracterização comparada das enzimas de síntese e degradação de frutanos em Viguiera discolor Baker e Polymnia sonchifolia Poep. Endl. (Asteraceae). Universidade de São Paulo, São Paulo.
    • NLM

      Itaya NM, Ribeiro R de CLF. Purificação e caracterização comparada das enzimas de síntese e degradação de frutanos em Viguiera discolor Baker e Polymnia sonchifolia Poep. Endl. (Asteraceae). 2002 ;
    • Vancouver

      Itaya NM, Ribeiro R de CLF. Purificação e caracterização comparada das enzimas de síntese e degradação de frutanos em Viguiera discolor Baker e Polymnia sonchifolia Poep. Endl. (Asteraceae). 2002 ;