Análise metabolômica de Saccharomyces cerevisiae superexpressando a enzima friedelina sintase heteróloga para produção de metabólitos de interesse biológico e comercial

Abstract

As espécies das famílias Celastraceae mostram o acúmulo de substâncias de interesse biológico, com destaque para a friedelina, com potentes efeitos anti-inflamatórios, analgésicos e gastroprotetores, e os triterpenos quinonametídeos, promissores agentes antitumorais. Entretanto, para que sejam utilizados como fármacos, novas metodologias e/ou técnicas para obtenção dos mesmos em larga escala se fazem necessárias. Nesse contexto, um sistema heterólogo composto pela levedura Saccharomyces cerevisiae, foi modificado geneticamente com a inserção de plasmídeos (vetores) contendo genes oriundos de Maytenus ilicifolia que codificam a enzima friedelina sintase, a qual leva a produção de friedelina. A introdução dos genes heterólogos pode perturbar as vias metabólicas do sistema heterólogo e, além do metabólito alvo, outras classes e/ou substâncias de interesse biológico e/ou comercial podem ser produzidas. Para tanto, as leveduras foram cultivadas em meio sintético completo (0,67% de base para levedura nitrogenada sem adição de aminoácidos e 2% de glicose), suplementado com aminoácidos, bases e ácido p-aminobenzóico, sem adição de uracila. Para os estudos de variabilidade metabólica, análises por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas foram realizadas utilizando os extratos etanólicos, clorofórmicos e hexânicos obtidos do sistema heterólogo com e sem modificação genética. Com o auxílio de técnicas metabolômicas foi possível a identificação de uma variedade de substâncias incluindo diversos ácidos graxos e derivados de 1 a 5, além de amidas, como a (Z)-9-ocatadecenamida (7), precursores de terpenóides, como o esqualeno (8) e 2,3-oxidoesqualeno (10), os triterpenos; friedelina (21) e lupeol (15), e também os esteróides ergosterol (14) e lanosterol (19). Devido às perturbações na via metabólica do mevalonato, diferentes substâncias também foram observadas, tanto nas leveduras com o vetor vazio, plasmídeo considerado como branco, quanto naquelas com o vetor codificador de friedelina sintase. Dentre esses, estão o geranilgeraniol (6), licopeno (9), (3β,22E)-ergosta-5,7,9(11),22-tetraen-3-ol (11), ergosta-4,7,22-trien-3α-ol (12), 3β-26,27-dinorergost-5-ene-3,24-diol (13), 3β-ergosta-5,8-dien-3-ol (16), 3β-33-norgorgosta-5,24(28)-dien-3-ol (17), γ-clionasterol (18) e 3β-4,4-dimetilcolest-5-en-3-ol (20).