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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.11.2015.tde-23042015-162148
Documento
Autor
Nome completo
Juliana Guimarães Fonseca
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2015
Orientador
Banca examinadora
Labate, Carlos Alberto (Presidente)
Rodrigues, Maria Juliana Calderan
Vitorello, Claudia Barros Monteiro
Título em português
Caracterização do proteoma da parede celular de folhas e entrenós jovens e maduros de cana-de-açúcar
Palavras-chave em português
Cana-de-açúcar
Etanol celulósico
LC-MSE
Parede celular
Proteínas
Resumo em português
Este estudo trata das proteínas relacionadas ao desenvolvimento e à formação da parede celular vegetal de cana-de-açúcar, com o objetivo de auxiliar no desenvolvimento de novas tecnologias para a produção de etanol celulósico a partir do bagaço de cana. Com isso, as proteínas de parede celular de entrenós e folhas de plantas com 4 meses de idade em dois estádios de desenvolvimento, juvenil e maduro, foram identificadas. Para extração foi utilizado o método não destrutivo por infiltração a vácuo utilizando dois sais, 0,2 M de CaCl2 e 2 M de LiCl seguido de centrifugação. As amostras complexas foram digeridas, fracionadas, sequenciadas por LC-MSE . Os peptídeos foram processados utilizando o ProteinLynx 2.5 e comparados com a base de dados de ESTs traduzidos de cana e sorgo. A anotação das proteínas foi realizada com base no programa PFAM e dividas em classes funcionais. Apenas as proteínas que apareceram em pelo menos duas das três repetições biológicas foram utilizadas na análise principal. Para prever a localização subcelular das proteínas selecionadas utilizaram-se os softwares: SignalP, TargetP, Predotar e TMHMM. Apenas aquelas proteínas que foram preditas para serem secretadas por dois ou mais programas foram consideradas como proteínas de parede celular (PPC). Ao todo, 543 proteínas foram consideradas como PPC: 205 em entrenós jovens, 143 em entrenós maduros, 124 em folhas jovens e 71 em folhas maduras. Dentre essas proteínas, 365 foram consideradas diferentes, e caracterizadas em dez classes funcionais. A análise estatística compreendeu a análise de PCA e PLS-DA, havendo diferença estatística entre os tratamentos analisados. Neste trabalho, foram encontradas 66 glicosil-hidrolases e 39 peroxidases, sendo 14 e 11 exclusivas de tecidos juvenis, respectivamente. Essas proteínas são conhecidas por terem funções relacionadas à quebra e ao remodelamento dos polissacarídeos da parede celular vegetal, e, portanto, foram indicadas neste estudo como alvo de pesquisas futuras que utilizem as próprias enzimas da planta para otimização da produção do etanol celulósico.Individualmente, este estudo foi o que mais identificou PPCs dentre a literatura existente, além de ter sido pioneiro na utilização da análise quantitativa para PPC.
Título em inglês
Proteome Characterization of young and mature leaves and internodes from sugarcane
Palavras-chave em inglês
Cell Wall
Label free proteomics
Protein
Sugarcane
Resumo em inglês
This study provides information about the proteins of the cell wall of sugarcane at diferente stages of development and formation. The aim of this study is to assist in the development of new technologies for the production of cellulosic ethanol from sugarcane bagasse. Cell wall proteins from 4-month-old internodes and leaves of sugarcane in two developmental stages, juvenile and mature, have been identified. Protein extraction was performed with a non-destructive method by using vacuum infiltration with two salts, 0.2 M CaCl2 and 2 M LiCl, followed by centrifugation. Complex samples were digested, fractionated and sequenced by LC-MSE. Peptides were processed by ProteinLynx 2.5 and compared to the translated sugarcane and sorghum ESTs database. The annotation of the proteins was performed using PFAM and the functional classification was according the one used in other related studies. Only the proteins that appeared in at least two of the three biological replicates were used in the main analysis. In order to predict the subcellular localization of these proteins, SignalP, TargetP, TMHMM and Predotar softwares were used. Only those proteins that were predicted to be secreted by two or more programs were considered as cell wall proteins (PPS). Altogether, 543 proteins were classified as PPC: 205 inimmature internodes, 143 in mature internodes, 124 in young leaves and 71 in matured leaves. Among these proteins, 365 were considered different, and divided into ten functional classes. Statistical analysis was made with PCA and PLSDA, confirming that there were statistical differences among the treatments. In this work, 66 glycoside hydrolases and 39 peroxidases c identified, being 14 and 11 unique to young tissues, respectively. These proteins have their function related to plant cell wall polysaccharides breakdown and remodeling, and, therewith, the glycoside hydrolases and peroxidases found in this study were indicated to be the target of future research using the plant's own enzymes to optimize the cellulosic ethanol production. Individually, this study was the one that most identified PPC among the existing literature, and is a pioneer in the use of quantitative analysis for PPCs.
 
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Data de Publicação
2015-05-04
 
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