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Tipo: Tese
Título: Enzymatic activities of the glycolytic pathway and glycolytic flux in sugar beet roots
Título(s) alternativo(s): Atividade enzimática da via glicolítica e fluxo glicolítico em raízes de beterraba açucareira
Autor(es): Megguer, Clarice Aparecida
Primeiro Orientador: Finger, Fernando Luiz
Primeiro coorientador: Barros, Raimundo Santos
Segundo coorientador: Barbosa, José Geraldo
Primeiro avaliador: Fugate, Karen Klotz
Segundo avaliador: Deckard, Edward
Terceiro avaliador: Moura, Marcelo Amaral de
Resumo: Sugarbeet is a temperate species whose taproots are used for sugar production. For maximum yield, however, it is essential to avoid sucrose degradation during cultivation and postharvest. Sucrose is cleaved by sucrolytic enzymes - sucrose synthase, acid invertase or alkaline invertase - and the products of these enzyme activities are catabolized by glycolysis to provide substrates for the TCA cycle, which provides substrates for the electron transfer chain. While sucrolytic enzymes have been studied in considerable detail, few studies have examined the activity of glycolytic enzymes. Determination of activities of glycolytic enzymes and measurement of flux of carbon through glycolysis is a necessary step to better understand the glycolytic pathway in sugarbeet roots and its contribution to sucrose loss. For determining enzymatic activities, sugarbeet roots grown in green house for 16 weeks were harvested, washed and stored for 0, 1, 2, 3, 4, 7, 10, 30, 60 and 100 days, with the first 10 days of storage at 10oC and subsequent storage at 4oC. Sugarbeet roots were evaluated for respiratory rates and then material was collected for the determination of enzyme activities. For carbon flux, roots were harvested and stored at 10oC in Experiment 1, and at 4, 10 and 20oC for Experiment 2 for 10 days. The lack of correlation between any individual glycolytic enzyme and root respiration rate during storage suggests that no single enzyme in the glycolytic pathway controls respiration rate. Canonic analysis identified four groups of enzymes that shared similarities in the manner in which their activities changed during storage. In experiments for carbon flux most of the radiolabel incorporated by root tissue remained as sucrose and was unmetabolized. Glucose and fructose concentrations were greater in roots disc incubated at 4oC than at 10 or 20oC. The increase of the incubation temperature provided relative changes in amount of labelled glucose, fructose and phosphoester glycolytic intermediates, suggesting that increased temperature increases the flux of carbon through early glycolytic enzymes to a greater extent than sucrolytic enzymes or late glycolytic enzymes.
Abstract: A beterraba açucareira é uma espécie de clima temperado, cujas raízes são utilizadas para a produção de açúcar, portanto é essencial evitar a degradação da sacarose tanto durante o cultivo como na pós-colheita. A sacarose é quebrada por ação das enzimas sucrolíticas - sacarose sintase, invertase ácida ou invertase alcalina - e os produtos da atividade destas enzimas são catabolizados pela glicólise para fornecer substratos para o ciclo do TCA, consequentemente para a cadeia de transporte de elétrons. Enquanto as enzimas sucrolíticas tem sido bem estudadas, poucos estudos tem avaliado a atividade das enzimas glicolíticas. Desta forma, a determinação da atividade de todas as enzimas glicolíticas e o fluxo de carbono através da glicólise é uma etapa necessária para melhor entender os processos envolvidos na perda e degradação da sacarose em raízes de beterraba açucareira. Para o experimento da determinação da atividade enzimática, raízes de beterraba açucareira crescidas em casa-de-vegetação por 16 semanas foram colhidas, lavadas e armazenadas por 0, 1, 2, 3, 4, 7, 10, 30, 60 e 100 dias a 10 oC por 10 dias, de forma que as raízes armazenadas por período superior a 10 dias foram transferidas para a temperatura de 4 oC permanecendo nesta temperatura até o fim do armazenamento. Em cada data as raízes foram avaliadas quanto a atividade respiratória e então coletado material para a determinação da atividade enzimática. Para as análises do fluxo de carbono as raízes foram colhidas e armazenadas a 10 oC para o experimento 1, a 4, 10 e 20 oC para o experimento 2. As raízes foram armazenadas nas respectivas temperaturas por um período de 10 dias. A falta de correlação entre qualquer enzima glicolítica individual e a taxa respiratória durante o armazenamento sugere que a glicólise não controla a disponibilidade de substrato respiratório ou que não existe uma única enzima envolvida no controle da taxa respiratória na via glicolítica. A análise canônica (PCA) identificou quatro grupos de enzimas que compartilham similaridades na maneira em que suas atividades mudam similarmente durante o armazenamento. No experimento para determinar o fluxo de carbono observou-se que a maioria do material radioativo incorporado pelas raízes permaneceu como sacarose e não foi metabolizado. A concentração de glucose e fructose foi maior para discos de raízes incubados a 4oC do que aqueles incubados a 10 or 20oC. O aumento da temperatura de incubação promoveu mudanças na quantidade relativa de material radioativo na glicose, frutose e fração fosfoester, sugerindo que a elevação da temperatura favorece o fluxo glicolítico.
Palavras-chave: Glycolysis
Sucrose loss
Respiration
Glicólise
Perda da sacarose
Respiração
CNPq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::CIENCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS::CIENCIA DE ALIMENTOS::FISIOLOGIA POS-COLHEITA
Idioma: eng
País: BR
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Sigla da Instituição: UFV
Departamento: Controle da maturação e senescência em órgãos perecíveis; Fisiologia molecular de plantas superiores
Programa: Doutorado em Fisiologia Vegetal
Citação: MEGGUER, Clarice Aparecida. Atividade enzimática da via glicolítica e fluxo glicolítico em raízes de beterraba açucareira. 2010. 89 f. Tese (Doutorado em Controle da maturação e senescência em órgãos perecíveis; Fisiologia molecular de plantas superiores) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2010.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://locus.ufv.br/handle/123456789/980
Data do documento: 5-Mar-2010
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