Bases bioquímicas e moleculares da rede metabólica de diterpenos, compostos bioativos e naturais de cafeeiros

Resumo

O café é uma das commodities mais importantes para países de clima tropical e uma das bebidas mais consumidas no mundo, da qual o Brasil ocupa uma posição de destaque e é o maior produtor e exportador. Os diterpenos são componentes fundamentais para os processos de desenvolvimento das plantas e defesa contra insetos, patógenos e outros estresses ambientais. Muitos deles são também utilizados pelas indústrias farmacêuticas e de cosmética devido às suas propriedades nutracêuticas. Mais especificamente, os diterpenos cafestol (CAF) e caveol (KAH) são compostos provenientes do metabolismo exclusivo e especializado do gênero Coffea. Recentemente, em uma análise bioquímica de diterpenos, o nosso grupo de pesquisa detectou pela primeira vez, a presença exclusiva de KAH em raízes de cafeeiro, além de sua conhecida presença em frutos. A presença desses diterpenos em frutos e raízes pode indicar uma possível relação desses compostos tanto com os mecanismos de defesa vegetais, como nas características sensoriais da bebida (aroma e sabor). Apesar da sua importância, estudos que relacionem os mecanismos genéticos e bioquímicos envolvidos no processo de biossíntese de CAF e KAH são ainda incipientes, o que limita a nossa capacidade de compreender a importância ecológica, agronômica e industrial desses compostos. Foi também demonstrado recentemente em plantas que a aplicação de ácido hexanoico pode aumentar a produção de mevalonato, um composto precursor de CAF e KAH. Este projeto tem por objetivo integrar análises de genômica funcional, análise bioquímica de enzimas e determinação do perfil metabólico desses diterpenos, para identificar a rede metabólica envolvida na rota de biossíntese de CAF e KAH em cafeeiros. Com base no conhecimento dos genes desta via, utilizaremos a aplicação exógena do composto antimicrobiano ácido hexanóico para modular o perfil transcricional dos genes envolvidos na via de biossíntese dos diterpenos em folhas e raízes de café arábica e investigar o impacto desta modulação na biossíntese de CAF e KAH. Os resultados deste estudo irão contribuir para a compreensão das bases moleculares e funções biológicas provenientes de metabolismo especializado do cafeeiro, e propiciar o conhecimento fundamental para a produção de plantas com teores desejáveis de diterpenos, qualidade superior de bebida e controle de doenças sem fontes de alta resistência no cafeeiro.