Lignificación en cultivos celulares de gimnospermas basales

Resumen

La lignificación de la pared celular es el proceso de sellado de las paredes vegetales a través de la deposición de lignina, que proporciona fuerza mecánica a los tallos. Las células en suspensión tan sólo presentan paredes celulares primarias y muchas veces no lignifican. Se llevó al cabo la caracterización del crecimiento de callos y suspensiones celulares de Betula pendula y Ginkgo biloba, así como la caracterización de la actividad peroxidasa. La mayor actividad peroxidasa se presentó usando alcohol coniferílico como sustrato, aunque estas peroxidasas fueron capaces de oxidar grupos siringilo como lo demostró el hecho que de tanto el alcohol sinapílico como la siringaldazina fueron sustratos de las enzimas. Se comparó la lignificación en plantas y suspensiones celulares de B. pendula, G. biloba y Cycas revoluta, revelando que éstas presentaron lignificación en sus paredes celulares. Se observaron diferencias en la presencia de grupos siringilo en las gimnospermas estudiadas, indicando que tienen el potencial de sintetizar estos grupos pero que su síntesis está reprimida, indicando una fuerte regulación de la lignificación. Los datos obtenidos (mayor cantidad de unidades H y mayor ramificación) sugieren que las ligninas de los cultivos celulares son similares a las de las paredes celulares primarias, y validan los cultivos celulares como herramienta de estudio de la lignificación de la pared celular primaria. Se estudió el proteoma extracelular de B. pendula, G. biloba y C. revoluta, mostrando la presencia universal de peroxidasas capaces de oxidar los alcoholes cinamílicos a ligninas, junto con otras proteínas que intervienen en la formación de la pared celular secundaria y la xilogénesis, y que se expresan diferencialmente durante el proceso de lignificación de las paredes celulares, tanto primarias como secundarias. Se purificó y caracterizó la proteína más abundante en el proteoma extracelular de G. biloba, resultando ser una peroxidasa de clase III con propiedades moleculares y catalíticas distintivas, como su espectro de absorción con un máximo de absorción a 414nm, pero con una funcionalidad clara en la lignificación, como se deduce de su capacidad de oxidar tanto el alcohol coniferílico como el alcohol sinapílico. Se purificaron y caracterizaron peroxidasas del proteoma extracelular de C. revoluta. Todas estas proteínas fueron peroxidasas de alto espín capaces de oxidar los alcoholes cinamílicos, lo que les asigna un papel en la lignificación de las paredes celulares, especialmente a las peroxidasas básicas, que muestran mayor afinidad que las ácidas por el alcohol sinapílico.