Metabolic pathway of oligosaccharides in sorghum honeydew caused by Claviceps africana / Rota metabólica de oligossacarídeos em exsudato da "doença açucarada" do sorgo causado por Claviceps africana

ABSTRACT

The occurrence of the alditol oligosaccharides in the Claviceps afriana honeydew is partly as a rational expression of the pathogen's selective nutritive metabolism of the sucrose supplied by the host plant. The experiments were carried out in laboratory and when 14C-D-sucrose, 14C-D-fructose or 14C-D-mannitol radiolabelled saccharides were incorporated into a) sorghum plant infected by C. africana, b) whole and macereted micelia tissue and c) cell-free honeydew of C. africana, it was observed that the glucose moiety of sucrose was not involved in oligosaccharides formation. Glucose was used by the pathogen as nutritional source. Part of the unused fructose moiety was reduced to mannitol by the pathogen's enzymes which was also excreted into honeydew where reductase activity accepted 14C mannitol. The mannitol was linked with fructose in a 2-position synthesizing the disaccharide 1-beta-D-fructofuranosyl-D-mannitol and then the process was repeated by the mannitol moiety of the disaccharide to yield the trisaccharide 1,6-di-beta-D-fructofuranosyl-D-mannitol, which became dominant. The direct formation of alditol saccharides from monosaccharides in this way seems to be unique to C. africana, contrasting with the fructosyl transfer from sucrose to sucrose which is usual in others ergot parasites.

RESUMO

A ocorrência de oligossacarídeos contendo alditol em exsudações da doença açucarada produzidos por Claviceps africana é em parte uma expressão racional do metabolismo seletivo de nutrição do patógeno na tansformação da sacarose fornecida pela planta. Quando açúcares radioativos marcados com 14C (D-sucrose, D-fructose e D-mannitol) foram incorporados em a) planta do sorgo infectada por C. africana, b) tecido micelial inteiro e macerado isolado de C. africana e c) exsudato livre de células de C. africana, foi observado que a glicose da sacarose não estava envolvida na formação de oligossacarídeos, sendo usada pelo patógeno como fonte nutritiva. Parte da frutose não utilizada da sacarose foi reduzida a mannitol por enzimas do patógeno. As enzimas envolvidas também atuaram no exsudato da "doença açucarada", ativando a ação da redutase pela incorporação do 14C manitol. O manitol foi ligado na posição 2 da fructose, formando o dissacarídeo 1-beta-D-fructofuranosyl-D-mannitol e, posteriormente, adicionada mais uma fructose ao mannitol do dissacarídeo, formando o trisacarídeo 1,6-di-beta-D-fructofuranosyl-D-manitol, que se tornou predominate. A formação direta de oligossacarídeos contendo alditol a partir de monossacarídeos parece ser exclusiva em C. africana, contrastando com a ação enzimática da frutose transferase a partir de sucrose para sucrose, a qual é muito comum em outros patógenos tipo "ergot".