Author(s):
Gonçalves, Virgínia Maria Ferreira 
Date: 2007
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10773/2982
Origin: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Subject(s): Bioquímica; Espectroscopia de massa; Polissacarídeos
Description
O trabalho de investigação elaborado no âmbito desta dissertação de
Mestrado, teve como objectivo a aplicação da Espectrometria de Massa (MS)
utilizando métodos de ionização por electrospray (ESI) e ionização por
desorção por laser assistida por matriz (MALDI), para a caracterização dos
heteropolissacarídeos gelanas e xilanas.
Neste trabalho foi efectuada a caracterização de duas gelanas, uma gelana
comercial e uma gelana modificada JB3, por ESI MS e espectrometria de
massa tandem (MS/MS e MSn). Os heteropolissacarídeos de ambas as
gelanas foram submetidos a hidrólise parcial ácida com TFA e, os
oligossacarídeos obtidos foram fraccionados por cromatografia de exclusão
molecular. Estes oligossacarídeos foram posteriormente identificados por ESIMS
e, caracterizados por ESI-MS/MS e MSn. A caracterização estrutural foi
obtida por fragmentação dos iões [M+Na]+ identificados nos espectro de ESIMS.
Tal análise permitiu identificar em ambas as gelanas, a unidade estrutural
típica destes polímeros, a qual é constituída por dois resíduos de Glc, um
resíduo de GlcA e um resíduo de Rha, com a sequência GlcGlcAGlcRha. No
entanto, verificaram-se também diferenças estruturais entre ambas as gelanas,
essencialmente no que diz respeito a grupos substituintes. Assim, verificou-se
a presença de grupos glicerato apenas na constituição da gelana modificada, e
ausência de grupos acetilo em ambas as gelanas.
Xilianas da madeira de Paulowia elongata / Paulownia fortunei foram, no
âmbito deste trabalho, isoladas a partir da madeira e caracterizadas por
análise de açúcares, H1 RMN e espectrometria de massa (ESI-MS, MS/MS e
MALDI-MS). A análise destes resultados revelou que estas xilanas apresentam
uma cadeia principal constituida maioritariamente por unidades de (1®4)-b-Dxilopiranose
parcialmente acetiladas e ramificada com resíduos de MeGlcA e
GlcA. Para a identificação da estrutura primária da xilana, esta foi sujeita a
hidrólise parcial ácida e os xilo-oligossacarídeos (XOS) daí resultantes foram
posteriormente separados por LEX-SEC. As fracções obtidas foram analisadas
por ESI-MS, MS/MS e MALDI-MS. Nos espectros de ESI-MS foram
identificadas séries de XOS neutros de pequeno grau de polimerização (DP) e
com diferentes graus de acetilação (Xyl2-4Ac0-3), e por MALDI-MS foi possivel
identificar XOS neutros, acetilados e não acetilados com maior DP (Xyl6-20Ac0-
9). Neste trabalho foi possível ainda identificar XOS ácidos, através de ESI-MS
e MALDI-MS, correspondentes a três séries distintas de XOS, que se podem
representar por: Xyl1-11Ac0-7MeGlcA; Xyl5-12Ac0-3MeGlcA2 e Xyl6-20Ac9-
17MeGlcAGlcA. A identificação de XOS neutros com elevado DP, tais como
Xyl20Ac10, leva-nos a sugerir que os resíduos ácidos se apresentam
distribuidos pela cadeia de xilana, de uma forma irregular.
Mais uma vez a espectrometria de massa revelou-se de extrema importância
para a identificação e caracterização estrutural de oligossacarídeos.
ABSTRACT: The main purpose of the work developed during this study was the application
of mass spectrometry (MS) with ionisation methods of elctrospray (ESI) and
matrix assisted laser desorption ionisation (MALDI) for the characterisation of
the heteropolysaccharides gellans and xylans.
In the present work, we compared two different gellans: a commercial gellan
and a modified gellan. These heteropolysaccharides were hydrolysed (by acidic
hydrolysis) and the oligosaccharides obtained were fractionated by size
exclusion chromatography. The fractions obtained were further analysed by
MS. The mass spectrometers used in that analysis were ESI-QTOF and ESIlinear
ion trap. The structural characterisation was obtained by the analysis of
the MS/MS and MSn spectra of [M+Na] + ions identified in the ESI-MS spectra
The results showed that both gellans are comprised by a tetrasaccharide
repeat unit composed of two molecules of D-glucose (D-Glc), one of Lrhamnose
(L-Rha) and one of D-glucuronic acid (D-GlcA),with the following
sequence GlcGlcAGlcRha. However some structural differences between the
two gellans were detected. The modified gellan showed the presence of
glyceryl groups as ramifications, but this is absent in commercial one. Acetyl
groups were found to be absent in both gellans.
As a part of this work, xylans were isolated from holocellulose of hybrid
Paulownia elongate / Paulownia fortunei wood with dimethyl sulfoxide. The
composition and the structural features of xylan were elucidated by wet
chemistry, NMR (1H NMR, TOCSY, HSQC) and by MS. It was found that
Paulownia xylan backbone is constituted of partially acetylated (1®4)-linked b-
D-xylopyranosyl units and substituted with GlcA and/or MeGlcA. To identify
xylan primary structure, the isolated xylan was also submitted to acid hydrolysis
and xylo-oligosaccharides (XOS) obtained were fractionated by LEX-SEC in
fractions that comprise neutral or acidic XOS. Structural characterisation of
both neutral and acidic XOS were obtained by mass spectrometry with ESI and
MALDI (ESI-MS, ESI-MS/MS and MALDI-MS).The neutral XOS identified by
ESI-MS correspond to non-substituted XOS with different acetylation degree
(Xyl2-4Ac0-3). MALDI-MS allowed the identification of neutral XOS with rather
higher DP (Xyl6-20Ac0-9). The acidic fractions, in the ESI-MS and MALDI-MS
spectra, revealed the presence of acetylated and non-acetylated acidic XOS,
with one and two acidic residues that can be summarized in three different
series: Xyl1-11Ac0-7MeGlcA, Xyl5-12Ac0-3MeGlcA2 and Xyl6-20Ac0-17MeGlcAGlcA.
The identification by MALDI-MS of large fragments of neutral XOS, such as
Xyl20Ac8, suggested that the acidic uronic residues may be irregularly
distributed along the xylan backbone. Mestrado em Bioquímica e Química dos Alimentos
