Identificada proteína necessária para a produção de celulose

O estudo identificou a proteína Celulose-Sintase-Interativa (CSI1). Ela tem um papel importante na formação de celulose.

taniager

19 Julho 2010 | 14h33

Imagem de pólen da Arabidopsis obtida no microscópio eletrônico. A: grãos de pólen de um tipo de planta Arabidopsis com a produção normal de celulose. B: grãos de pólen deformados de um mutante com deficiência de celulose, por exemplo, falta de CSI1. Crédito: cortesia de Staffan Persson/ Instituto Max Planck.

Imagem de pólen da Arabidopsis obtida no microscópio eletrônico. A: grãos de pólen de um tipo de planta Arabidopsis com a produção normal de celulose. B: grãos de pólen deformados de um mutante com deficiência de celulose, por exemplo, falta de CSI1. Crédito: cortesia de Staffan Persson/ Instituto Max Planck.

A celulose é uma das principais substâncias que constituem as paredes celulares dos vegetais. Apesar de ser uma fonte de energia importante, o ser humano não consegue digeri-la. Esta tarefa, no entanto, é bem desempenhada pelos animais ruminantes que possuem um estômago complexo adaptado à ruminação e uma relação simbiótica com microorganismos que podem metabolizar este polímero. Cientistas se empenham em entender como as células vegetais desenvolvem suas paredes celulares e quais são os genes e proteínas envolvidas, de forma a aumentar a digestibilidade de alimentos e o uso da celulose para gerar energia. Recentemente cientistas do Instituto Max Planck, na Alemanha, e colegas dos EUA, descobriram uma proteína até então desconhecida necessária para a produção de celulose.

A celulose é sintetizada diretamente na membrana plasmática por um complexo de proteínas. Até o momento, a celulose-sintase (CESA) era o único componente conhecido deste complexo. Esta enzima aparece na célula vegetal em diferentes formas, conforme suas estruturas. Os estudos genéticos indicam que três dessas formas, CESA1, CESA3 e CESA6, são necessárias para a síntese da parede celular primária, enquanto CESA4, CESA7 e CESA8 são necessárias para a síntese da parede celular secundária. A parede celular primária é formada durante o crescimento celular e é particularmente flexível e moldável. Em contraposição, a parede celular secundária é formada quando a célula está completamente crescida e é mais espessa e mais rígida do que a parede celular primária.

Os cientistas não conheciam outras formas da CESA no complexo de proteínas e muito menos se ele continha outras proteínas. O estudo identificou a proteína Celulose Síntase-Interativa – CSI1 – que está envolvida na síntese de celulose. A CSI1 parece estar associada com o complexo CESA quando ele interage com as sintases da parede celular primária (CESA1, 3 e 6). Esta proteína tem um papel importante na formação de celulose.

“Está comprovado que plantas que não podem formar a CSI1 devido a uma mutação produzem menos celulose. Elas têm raízes curtas e inchadas, e seus grãos de pólen entram em colapso”. Explicou Staffan Persson, membro da equipe de pesquisadores.

Os cientistas ainda têm de descobrir o papel preciso desempenhado pela CSI1 na síntese de celulose. Eles suspeitam que a proteína influencia a velocidade de produção de celulose e a orientação espacial das fibrilas individuais de celulose. Eles esperam, agora, poder entender melhor a biossíntese das paredes celulares com este estudo.