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Type: TESE
Title: Endo-beta-mananase de endosperma de Sesbania virgata (Cv.) Pers. : purificação, caracterização e importancia na germinação e desenvolvimento da plantula
Author: Lisboa, Cesar Gustavo Serafim
Advisor: Buckeridge, Marcos Silveira
Abstract: Resumo: As sementes de muitas plantas possuem endosperma, um tecido especializado com funções tanto de reserva como de constrição mecânica do embrião nas primeiras etapas de desenvolvimento. Em muitas espécies de leguminosas, estes tecidos especializados armazenam como polissacarídeo de reserva, o galactomanano. Este polímero apresenta um cadeia central de manose ( ß-1,4 ligadas) e ramificações de galactose (?-l,6 ligadas ao esqueleto central). Três enzimas estão envolvidas na hidrólise do galactomanano: a endo-ß- mananase, a ?-galactosidase e a ß-manosidase. Da forma com que a endo-mananase ataca o polímero, inicialmente produz oligossacarídeos galactosilados que, são posteriormente hidrolisados pelas duas últimas exo-enzimas (?-galactosidase e ß-mananase) até galactose e manose livres. Neste trabalho, uma endo-ß-mananase foi purificada do endosperma das sementes de Sesbania virgata, uma leguminosa nativa. Uma curva de tempo de germinação mostrou que a atividade da mananase aparece inicialmente na região do endosperma próxima à área de protrusão da radícula e, subseqüentemente, aumenta na região lateral do endosperma da semente seguindo o desenvolvimento da plântula. Medindo a atividade em pH 5 a 45°C, o máximo da atividade catalítica correspondeu a 120h de desenvolvimento para, em seguida, decair. Para a purificação da enzima, utilizou-se uma coluna de troca iônica DEAE-celulose seguida de uma coluna de afinidade biológica em Sepharose Concanavalina A. A mananase purificada é uma glicoproteína de peso molecular de cerca de 30KDa, com pH ótimo entre 3,5 e 5, temperatura ótima de 45°C e ponto isoelétrico 4,5. A caracterização da atividade da endo-mananase sobre diferentes galactomananos com diferentes razões manose:galactose, indicou que a ramificação do polissacarídeo com galactose é o "fator-chave" na modulação da própria ação catalítica dessa enzima. Com essas observações, foi concluído que, a atividade da endo-mananase, além de estar relacionada com a mobilização de reservas, facilita a emersão da radícula agindo na área próxima à protrusão. Entendendo que a mananase pura não foi capaz de degradar o galactomanano da Trigonellafoenum-graecum (razão 1:1 de manose/galactose), sugere-se que exista uma relação inversa entre o grau de ramificação e a porcentagem de hidrólise da endo-mananase
Abstract; Many plant seeds have an endosperm, a tissue specialised either as storage or mechanical constraint to embryo growth. In many legume species, endosperms contain galactomannan. This polyssacharide is composed of a main chain of 1,4-ß-mannan branched with variable amounts of 1,6-?-linked galactosyl residues. Three enzymes produced by an aleurone layer are involved in galactomannan hydrolysis: endo-ß-mannanase, ?-galactosidase and ß- mannosidase. The former with mannanase attacks the polymer producing galactosylated oligossacharides which are further hydrolysed by the two last exo-enzymes to free mannose and galactose. In the present work, an endo-ß-mannanase was purified from the endosp erm of Sesbanía vírgata, a Brazilian native legume. The time-course shows that the activity of mannanase appears initially in the endosperm cap of seeds prior to radicle emergence and subsequently increases in the remaining lateral endosperm following seedling growth. Measuring the activity at pH 5 and 45°C, endo-mannanase peaked at 120h and then decreased. We used these conditions to perform purification procedures in DEAE-cellulose followed by affinity chromatography with Sepharose Concanavaline-A. The enzyme is a glycoprotein with an apparent molecular weight of 30Kda, optimum pH at 4.5 and temperature at 45°C, pI at 4.5. The mode of action of the enzyme on different galactomannans indicates the modulation of mannanase activity by the branching pattems of the polymers with galactose. From these observations it was concluded that mannanase activity facilitates radicle protrusion through the surrounding endosperm by weakening it in the area close to the radicle tip. On the basis that the pure enzyme can not degrade the fenugreek galactomannan (a fully substituted polysaccharide), we suggest that there is an inverse relationship between galactose branching and the degree of hydrolysis
Subject: Germinação
Parede celular vegetal
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2003
Appears in Collections:IB - Tese e Dissertação

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