Sexta, 19 de agosto de 2022.
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Dissertação
Título Influência da enzima Xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase sobre a capacidade de expansão de milho pipoca
Autor Santos, Natália Ferreira
Unidade Pós-Graduação em Genética e Melhoramento
Área de Concentração Genética e Melhoramento
Orientador Maria de Fátima Pires da Silva Machado
Co-Orientador(es) Adriana Gonela
Banca Examinadora Betty Cristiane Kuhn
Telmo Antonio Tonin
Data de Defesa 12/08/2019
Resumo O pericarpo do grão de milho pipoca (Zea mays L.) possui relação direta com a capacidade de expansão devido à resistência mecânica proporcionada por ele. Rupturas pré-existentes nas camadas de células que o compõem diminuem sua resistência à pressão gerada durante o aquecimento dos grãos e, consequentemente, há a produção de uma flor de pipoca menor ou ausência da mesma. O objetivo do presente estudo foi identificar e quantificar a enzima Xyloglucan endotransglucosylase/hydrolases(XTH) entre as proteínas identificadas no pericarpo de duas linhagens de milho pipoca (P11 e P16) contrastantes quanto à capacidade de expansão (CE), e verificar sua provável relação com a capacidade de expansão. Para tanto, as 932 proteínas pertencentes ao banco do pericarpo das linhagens P11 (alta CE) e P16 (baixa CE) foram re-submetidas ao Uniprot para verificar se as informações referentes às entradas não haviam sofrido modificações. Posteriormente, foi realizada uma busca no banco de proteínas atualizado para verificar se a XTH estava entre elas. A análise seguinte visou determinar se a XTH foi diferencialmente abundante entre as duas linhagens analisadas.Nestesentido, estabeleceu-se duas comparações com sementes coletadas, 15 e 25 dias após a polinização (DAP), quais sejam: ratio 1 = P1115DAP/P1615DAP e ratio 2 = P1125DAP/P1625DAP, sendo considerada como expressão diferencial da proteína ratios maiores que 2 e inferiores a 0,5. Com base nas análises foi possível verificar que 139 proteínas tiveram seus códigos de entrada alterados no Uniprot e 130 foram deletadas, restando assim 802 proteínas para serem analisadas. Entre essas proteínas foi identificada a Xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase (B4FHS5 - EC 2.4.1.207), a qual foi positivamente regulada na linhagem P16 nas duas épocas de coleta, com valores de Avg Log Fold de -0,8810 e -0,7560 nas ratios 1 e 2, respectivamente. Isso indica que nas sementes da linhagem P16, que apresenta baixa capacidade de expansão, há um acúmulo maior dessa proteína durante o desenvolvimento da semente, indicando que o gene LOC542059 se expressa mais na linhagem P16. Considerando o exposto, sugere-se que há uma correlação positiva entre o aumento da abundância da enzima Xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase e o afrouxamento entre as microfibrilas de celulose, o que pode resultar na incapacidade da semente suportar o aumento da pressão, havendo o rompimento do pericarpo antes do endosperma estar totalmente liquefeito.É importante ressaltar que este é o primeiro estudo que relaciona uma xiloglucanase à capacidade de expansão.


Palavras-chave roteômica; iTRAQ®;hemicelulase; parede celular tipo II
Title
Abstract The corn pericarp (Zea mays L.) has a direct relation with expandability, due to the mechanical resistance provided by it. Pre-existing ruptures in the layer of the cells that compose it decrease the resistance to the pressure created during the heating of the grains and, so, the result is a smaller popcorn or no popcorn. The aim of this study was to identify and quantify the Xyloglucan endotransglucosylase/hydrolases (XTH) enzyme among the proteins found in the pericarp of two maize lineages (P11 and P16), both contrasting regarding the expandability (CE), and verify its probable relation with expandability. In order to do that, the 932 proteins belonging to the pericarp of the lineages P11 (high CE) and P16 (low CE) were resubmitted to Uniprot to check if the information related to the entries had not gone through modifications. Later, a research was carried out in the updated protein database to verify if XTH was among them. The later analysis aimed to determine if XTH was differentially abundant between the two lineages analyzed. In this sense, two comparisons were established with the collected seed, 15 and 25 days after the pollination (DAP): ratio 1 = P1115DAP/P1615DAPand ratio 2 = P1125DAP/P1625DAP, being considered as a differential expression of the protein ratios above 2 and under 0.5. Based on the analyses, it was possible to verify that 139 proteins had their entry codes changed onUniprot and 130 were deleted, leaving 802 proteins to be analyzed. Among these proteins it was possible to identify theXyloglucan endotransglucosylase/hydrolase (B4FHS5 - EC 2.4.1.207), that was positively regulated in lineage P16 during the two times of collection, with Avg Log Fold of -0.8810 and -0.7560 in ratios 1 and 2, respectively. That indicates that in the seed of lineage P16, which shows low expandability, there is a bigger accumulation of this protein during seed development, indicating that the LOC542059 gene occurs mostly in lineage P16. Considering the exposed above, it is suggested that there is a positive correlation between the increase in the abundance of Xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase enzyme and the loosening among the cellulose microfibrils, what can result in the inability of the seed to bear the pressure increase, so the pericarp breaks before the endosperm is totally liquefied. It is important to emphasize that this is the first study that relates a xyloglucanase to expandability.


Key-words Proteomics; iTRAQ®; hemicellulase; type II cell wall.
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