Investigação multidisciplinar da biossíntese de sesquiterpenos bioativos de Lychnophora ericoides (Vernonieae: Asteraceae)

• Autor(a) principal: Pavarini, Daniel Petinatti
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/60/60138/tde-17042015-104826/
• topic: Anti-nociception; Antinociceptivos; Clonagem; Cloning; HS-SPME; HS-SPME; MALDI imaging; MALDI imaging; Terpenes; Terpenos

Lychnophora (Vernonieae: Asteraceae) é um gênero micro-endêmico dos \"campus rupestris\" do bioma Cerrado. Os extratos foliares de Lychnophora ericoides (\"Arnica-da-serra\") são usados na terapêutica popular principalmente como analgésico. Seus óleos essenciais são quimicamente ricos em sesquiterpenos. Tais compostos, principalmente os de esqueletos bisabolano e cadinano são produtos biossintéticos do precursor cátion nerolidila. Óleos essenciais de folhas de L. ericoides são bioativos frente a invertebrados do Táxon Acari. Um de seus componentes majoritários, o orto-acetoxi bisabolol, é antinociceptivo em ensaios in vitro. Terpenos são valorizados pela indústria de química fina, haja vista sucessos como Taxol® e Acheflan®. Nossos objetivos em Fitoquímica e Ciências Farmacêuticas se alinham a esse interesse. As terpeno-sintases (TerpS) envolvidas na biossínteses dos compostos são ainda alvo de pesquisas com em Bioquímica. Sua identificação é frequentemente conclusiva em diversos aspectos. Como exemplo, citamos a compreensão dos mecanismos da variabilidade metabólica temporal em espécies nativas e selvagens e os avanços na bioengenharia de Produtos Naturais (PN). Frente a este cenário de fronteira este manuscrito traz um resumo da investigação que objetivou determinar se há diversas isoformas de TerpS operando na produção temporalmente variável de sesquiterpenos bioativos em tecidos foliares de Lychnophora ericoides ou se não as há. Acessamos diferentes amostras selvagens de L. ericoides in situ. Nossos esforços em responder a questão supracitada foram divididos em tarefas, a seguir: (1) Determinação da fração rica em sesquiterpenos inspirada na \"Química Analítica Verde\"; (2) MALDI imaging das proteínas das folhas; (3) Estratégia \"omics\" combinada na identificação e clonagem das TerpS. Visitamos campos de ocorrência (CampO) georreferenciados bem como desconhecidos. O desenvolvimento de método de quantificação por Headspace-SPME permitiu uma comparação rápida e livre de solventes de amostras vegetais mínimas (10 mg). A separação e identificação foi conduzida por Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS). As amostras de Diamantina, CampO mais Boreal de todos, apresentam a maior quantidade de derivados bisabolano. A hidrodestilação do material vegetal excedente ao HS-SPME forneceu óleos essenciais para o isolamento de moléculas. Dados espectrais diversos fundamentam a descrição de um derivado cadinano, o 11-dehidro cadinol, entre outros. O MALDI imaging determinou como exequível a geração de imagens moleculares em folhas de L. ericoides. Foram geradas imagens subepidermais dos íons com m/z que se assemelham a cadinano e bisabolano synthases (CadS and BS). A limitação do emprego da técnica é a determinação previa da massa nominal da proteína nativa. Polyacrylamide Gel Electrophoresis (1D-PAGE) gerou mapas de proteínas separadas por tamanho (A, B, C, e D) (30KDa> m/z <80KDa). A digestão com tripsina das bandas geraram peptídeos para análise em MS. Íons resultantes alimentaram o algorítimo MASCOT. Uma isoforma de germacrano-sintase foi identificada. Prospecção de genes codificadores com o cDNA (Ubiquitina +) determinou uma BS, de comprimento 1600pb, amplificada com primers de design para genes de Helianthus spp. A BS de L. ericoides foi clonada. Concluindo, destacamos dois pontos. (1) O controle enzimático na produção dos sesquiterpenos poderá enfim ser averiguada a nível do transcriptoma. (2) A busca pela produção biotecnológica de PN sofreu um pequeno incremento. Esperamos ter contribuído humildemente na produção sustentável de PN e por conseguinte na preservação da biodiversidade.