Contribuição dos estudos proteômicos de células de Maytenus ilicifolia Mart. (Celastraceae) para o entendimento da regulação do metabolismo secundário com foco nos triterpenos quinonametídeos - Paz, Tiago Antunes [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2016)
Plantas biossintetizam uma ampla variedade de metabólitos secundários cujas atividades farmacológicas são consolidadas. No entanto, a obtenção em escala de metabólitos secundários a partir de plantas, muitas vezes, é restringida pelo acúmulo minoritário desses compostos em seus tecidos. Como muitas dessas moléculas apresentam elevada complexidade estrutural, sua obtenção por síntese orgânica pode ser ainda mais dificultada, tanto do ponto de vista econômico quanto ecológico. Contudo, as elucidações das vias metabólicas utilizadas pelas plantas na biossíntese dessas moléculas, sobretudo do ponto de vista enzimático, podem subsidiar o desenvolvimento de ferramentas biotecnológicas, como a engenharia metabólica, para enfrentar esses desafios. Nesse contexto, surge a espécie Maytenus ilicifolia (Celastraceae), uma planta medicinal conhecida por produzir uma gama de metabólitos secundários bioativos, em especial, os triterpenos quinonametídeos (TQs), moléculas com pronunciada e abrangente atividade antitumoral. Desta forma, no presente trabalho foi realizado um estudo proteômico de células de M. ilicifolia com o objetivo principal de inventariar as enzimas de suas vias metabólicas secundárias, principalmente relacionadas a biossíntese dos TQs. Para isso, culturas de células de M. ilicifolia produtoras de TQs, maitenina (1) e 22-β-hidroximaitenina (2), foram elicitadas com metil jasmonato (100 µM) por 12, 24, 48 e 96 h e monitoradas quanto a produção dos TQs por CLAE-DAD. Das células que apresentaram maior diferença de acúmulo de TQs (entre elicitadas e não - controle), foram realizadas extrações proteicas (proteínas solúveis) e análises por LCMS-IT-TOF, utilizando a estratégia shotgun. Por comparação com proteínas de espécies de plantas modelo, utilizando bases de dados, um total de 1319 proteínas foram detectadas em ambas as células. Dentre essas, foram identificadas, enzimas envolvidas na biossíntese de TQs, incluindo dos tipos P450 (CYP450s), que potencialmente catalisam os passos finais desta síntese. Enzimas envolvidas também na biossíntese de outros metabólitos secundários característicos da espécie, além de proteínas relacionadas ao metabolismo primário e ao estresse vegetal, também foram detectadas. Os resultados indicaram que a elicitação das células provocaram uma pronunciada variação em sua composição proteica, no entanto, preservando seu perfil funcional. As vias metabólicas secundárias intrínsecas à espécie, que levam, principalmente, a biossíntese de alcaloides (piridínicos sesquiterpênicos), polifenóis (catequinas, flavonoides e taninos) e terpenoides, permaneceram-se preservadas após a elicitação com MeJA. Em suma, os resultados obtidos neste estudo forneceram valiosas informações do proteoma de células de M. ilicifolia e oferecem possibilidades interessantes para futuras pesquisas, incluindo a perspectiva de utilização do sistema in vitro para experimentos de engenharia metabólica, na busca de metabólitos secundários de interesse.
Contribution of proteomic studies in Maytenus ilicifolia Mart. (Celastraceae) cells for understanding the regulation of secondary metabolism focused on quinonamethide triterpenes
Keywords: Maytenus ilicifolia; Cultura de células in vitro; Metil jasmonato; Proteômica; Proteoma; Metabólitos secundários; Triterpenos quinonametídeos; Maitenina; 22-β-hidroximaitenina