• Nenhum resultado encontrado

Dra. Maria Izabel Gallão

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Dra. Maria Izabel Gallão"

Copied!
46
0
0

Texto

(1)
(2)
(3)

• proteínas ricas em hidroxiprolina (HRPG) • proteínas ricas em glicina (RGPs)

• proteínas ricas em prolina (PRPs) • proteínas arabinogalactanas (AGPs)

As proteínas estruturais de parede

celular são classificadas em:

(4)

• HRGP → floema, câmbio, esclereídeos

• PRP → xilema, fibras, córtex

• GRP → xilema

• AGP → encontradas na parede celular ou

associadas à membrana plasmática →

apresenta padrões específicos de tecidos

e células.

(5)

Enzimas

• peroxidases, fosfatases, invertases,

α

-manosidases,

β

-manosidases,

β

-1,4-glicanases, poligalacturonases, pectina

metilesterases, arabinosidases,

α

-galactosidases,

β

-galactosidases,

β

-glicoronosidases,

β

-xilosidases,

(6)

Extensina

•As primeiras observações de proteínas com hidroxiprolina na sua constituição foram feitas por Lamport e

colaboradores (1960, 1965 e 1969) relacionaram a função de extensibilidade a estas proteínas.

•A extensina é um membro de uma família de proteínas ricas em hidroxiprolina (HRGPs).

•em dico as extensinas são abundantes e geralmente

caracterizadas por: são ricas em hidroxiprolinas e serina e algumas combinações do aminoácido valina, tirosina, lisina e histidina.

(7)

• em monocotiledôneas são encontradas versões um tanto diferentes.

• p.ex. em milho são encontradas glicoproteínas ricas em hidroxiprolina-treonina (THRGP) e glicoproteínas ricas em hidroxirpolina-histidina (HHRGP), as quais também são ricas em alanina.

• O acúmulo de extensina nas paredes celulares de epicótilo de ervilha em crescimento coincidiu com o interrompimento do alongamento celular.

• O papel exato da extensina no mecanismo de defesa da planta ainda não é claro, mas elas podem atuar como barreira estrutural, fornecendo uma matriz para a

(8)

Peroxidases

• É um grupo de proteínas muito estudado as

quais podem catalisar as ligações em

macromoléculas tais como lignina, proteínas,

hemiceluloses e ácido ferúlico.

• Também estão envolvidas na biossíntese de

nova parede celular, o que pode ser importante

no mecanismo de defesa.

• Existem diferentes tipos de isoenzimas de

peroxidases cujo padrão de expressão é

específico do tipo de tecido, regulado pelo

desenvolvimento e controlado pelos estímulos

do meio externo.

(9)

• Exo-O-glicosil hidrolases

• Atacam oligossacarídeos e polissacarídeos nas extremidades não redutoras, liberando monossacarídeos e em alguns casos

dissacarídeos.

• Endo-O-glicosil hidrolases

• As endo-glicanases atacam polissacarídeos em qualquer posição exceto nas extremidades ou próximo às extremidades.

• podem ter um imediato e grande impacto sobre o peso molecular dos polissacarídeos.

• enzimas muito estudadas no amadurecimento de frutos mas são encontradas em outros tecidos.

• Ex: as celulases → são encontradas em muitos tecidos, inclusive em tecidos em crescimento, amadurecimento de frutos, e na

abscisão de órgãos.

• Outros ex: → endo-glucanases → xilanases, pectinases (endo-poligalactoronases) mananases.

(10)

Endotransglicosilases

-Afrouxamento da parede; -Interação entre novas xiloglucanas na parede;

-Cortar filamentos de xilog. que não estejam firmemente presos na superfície da celulose;

- amadurecimentode frutos; - hidrólise de xilogl.

XTH – xiloglucana

(11)

Uma enzima bastante estudada é a XET

(xiloglucano endotransglicosilase) que pode

(12)

• A atividade da XET é alta em caules em crescimento mas é

também encontrada em raízes, folhas e em alguns frutos e células vegetais em cultura.

(13)

• Outra enzima com atividade da XET foi

purificada a partir de sementes de

T.majus.

• Os cotilédones desta planta armazena

xiloglucano como reserva de carbono o

qual é mobilizado durante a germinação.

• A enzima a partir destas sementes difere

da XET de caules em crescimento no qual

pode catalizar uma transglicosilação e

também hidrolizar xiloglucano,

dependendo da concentração do

substrato.

(14)

Expansina

• Uma das possibilidades e mais aceita é a

atuação da expansina sobre ligações não

covalentes.

• Esta idéia é muito atraente uma vez que os

polímeros da parede celular são mantidos por

pontes de hidrogênio, uma ligação não

covalente.

• Mais especificamente a rede de

celulo-hemicelulose.

(15)
(16)
(17)

• Para determinar se a expansina atua

sobre as pontes de H entre as

microfibrilas de celulose e as hemicelulose

os pesquisadores McQueen-Mason e

Cosgrove (1994) através medidas com

extensometros e relaxamento de extresse,

mostraram que as propriedades do papel

de filtro Whatman número 3 enfraquecia

quando em presença de uma solução de

expansina.

(18)

• Alongamento da Parede

Celular

(19)

• A capacidade da parede celular 1ª em

responder ao crescimento celular e

morfogênese só é possível devido a

grande tendência que esta parede celular

possui em alterar sua forma.

• Resistência da célula vegetal na ingestão

de água em resposta aos gradientes

osmóticos, demonstra a força que a

parede celular 1ª apresenta.

(20)
(21)
(22)

• - a orientação da deposição das microfibrilas muda durante o desenvolvimento.

• - inicialmente as microfibrilas são depositadas ao acaso (isotropicamente).

• - de tal maneira que a célula pode se expandir em todas as direções.

• - como as células amadurecem muitas

microfibrilas são depositadas lateralmente, restringindo o crescimento lateral mas permite o crescimento em comprimento.

(23)
(24)
(25)

• Os protons são os fatores primário do afrouxamento da parede (hipótese do crescimento ácido). Esta teoria foi proposta pela primeira vez em 1970 por David Rayle e R. Cleland.

• Pontos que fortalecem esta teoria:

– Os tampões ácidos estimulam uma resposta rápida e

alongamento até 5-15 min em tecidos não vivos (Evans,1974); – A secreção ácida está associada com locais de alongamento

celular (see Evans & Mulkey, 1981);

• Fusicocina, um diterpeno glycoside extraído de fungos, estimula a secreção e prótons (ativa a bomba H+/K+) e estimula o

(26)

• O efeito ácido é induzido pelo ácido 3 indoleacético (IAA, auxina), um dos maiores hormônios vegetais.

• A auxina estimula a excreção de prótons e o crescimento/alongamento.

ABP – auxin-binding proteins

(27)
(28)
(29)

• Expansina – aparece como a proteína primária

do afrouxamento da parede.

• outras enzimas incluídas são:

– pectina metil esterase as quais podem quebrar as ligações de Ca+ entre as pectinas pela esterificação dos grupos carboxil;

– hidrolases – as quais podem hidrolizar as ligações cruzadas entre as glucanas (hemiceluloses) – p.ex.: xiloglucanoendotransglicosilase (XET) tem sido

(30)
(31)
(32)
(33)

• A parede é fechada após a sua expansão

ter se completado – uma vez o

alongamento da célula ter cessado é

necessário que ela se feche nos pontos.

Isto provavelmente é auxiliado pelas

ligações temporárias que são quebradas,

e devido a um aumento da interação

(incluindo enzimática) entre as moléculas

da parede.

(34)

Além da orientação das microfibrilas de cellulose, as paredes maduras aparentemente perdem a sua capacidade e expandir, os componentes da parede tornam-se resistentes às atividades de afrouxamento.

(35)

• As atividades de afrouxamento estariam comprometidas se aumentassem a ligações cruzadas entre os

componentes da parede durante a maturação. • Isto poderia resultar a partir de:

• a produção de polissacarídeos na forma que produziriam complexos fortes com a celulose e outros matérias.

• O aumento de lignina na parede poderia causar um aumento das ligações cruzadas entre os polímeros.

• A desesterificação das pectina ácidas poderia aumentar a ligações com o cálcio.

(36)

Mecanismo de defesa

• As plantas são organismos sedentários e como tais são alvos fáceis para predadores e patógenos.

• Durante a evolução muitas barreiras de defesa tem sido selecionadas e assim permitindo umas parcial ou total proteção contra invasores e consequentemente a

sobrevivência das plantas.

• Estas defesa são representadas por componentes estruturais das células e por toxinas as quais são metabólitos secundários e inibidores de proteínas.

(37)

• as próprias células constituem barreiras naturais ao ataque das plantas aos patógenos.

• Os sistema radicular é protegido por tecido epidérmico rico em celulose, substâncias que, juntamente com os derivados pécticos e hemiceluloses, recobre também espaços intercelulares.

• A epiderme dos caules verdes, folhas e frutos contém uma película externa composta por cutina e ceras,

denominada cutícula.

• Celulose, cutina e substâncias cerosas são materiais de alta estabilidade química e de degradação relativamente difícil.

• Os troncos e os galhos de árvores são recobertos por tecido corticoso, dotado principalmente de suberina, capaz de resistir à ação degradativa de um grande

(38)

• Papilas  alteração na parede celular em resposta á penetração ou tentativa de penetração por microrganismos.

• Forma-se na face interna da parede celular abaixo do ponto de penetração de fungos e em resposta a algumas bactérias.

• Nas papilas, lignina, polifenóis, calose suberina e celulose formam barreiras visco-elásticas contra a força mecânica de penetração exercida pelo patógeno.

• Calose  polissacarídeo constituído de moléculas de glicose unidas por ligação β-(1-3).

• Lignificação e suberificação  células com parede lignificada são mecanicamente mais rígidas e mais resistentes à degradação por enzimas secretadas por patógenos.

• Reação de hipersensibilidade, ou seja, a morte rápida de células da hospedeira em torno do ponto de penetração do patógeno.

(39)
(40)

Peroxidases  redução do H2O2, gera radicais livres do álcool coniferil, que, espontaneamente, por ligações cruzadas, forma lignina.

• A lignificação pode ser identificada pelo aumento das enzimas PAL,

peroxidases e outras enzimas relacionadas com a via dos fenilpropanoídes.

Suberização  também é dependente de peroxidase e da PAL.

• Alguns patógenos podem inibir enzimas envolvidas na síntese de suberina entre elas a PAL.

Glicoproteínas de parede ricas em hidroxiprolina  estas proteínas

também fortalecem a parede celular restringindo a invasão do patógeno. • O acúmulo estas proteínas, induzido por elicitores fúngicos, ocorre somente

em variedades resistentes.

• A produção compostos fenólicos pode contribuir para a proteção da célula através do aumento da sua concentração a níveis tóxicos.

Entre as respostas de defesa pós-infecção, as fitoalexinas são as mais envolvidas da defesa de plantas cultivadas contra microrganismos

(41)
(42)

• Fitoalexinas  são moléculas lipofílica,

possuem pequeno peso molecular.

• São produzidas justamente no ponto de

infecção, porém, um mensageiro

sistêmico predispõe toda a planta a

produzir rapidamente a fitoalexina.

• Gliceolina – soja

• Pisatina – ervilha

• Faseolina – feijão

(43)

Os elicitores são moléculas responsáveis pela indução de substancia do mecanismo de defesa das células vegetais.

alguns componentes da parede celular podem ter função elicitora e induzir a síntese de lignina  monômeros de substâncias pécticas  alguns

fungos produzem pectinase  leva a degradação de pectinas  estimula a produção de lignina.

• Podem ser exógenos ou endógenos.

Exógenos  são compostos derivados do patógeno, tais como proteínas,

glicoproteínas, vários oligossacarídeos e ácidos graxos insaturados. • Enzimas pectolíticas produzidas pelos patógenos liberam uma fração

péctica da parede celular da hospedeira e estas funcionariam como elicitores endógenos, ou seja, oriundos da própria hospedeira.

As plantas podem produzir quitinases enzimas capazes de degradar a quitina da parede celular dos fungos e com isso liberar elicitores.

(44)
(45)

• Oligossacarinas  fragmentos biologicamente ativos de 10 a 15 resíduos, resultantes da degradação da

parede celular

• Podem estar envolvidas em respostas naturais de desenvolvimento e em respostas defensivas.

(46)

Referências

Documentos relacionados