Prospecção de genes envolvidos na oxidação de ferro em bibliotecas metagenômicas

• Processo: 12/20022-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Vigência (Início): 01 de novembro de 2012
• Vigência (Término): 31 de outubro de 2015
• Área do conhecimento: Ciências Agrárias - Agronomia - Ciência do Solo
• Acordo de Cooperação: Vale-FAPEMIG-FAPESPA
• Pesquisador responsável: Eliana Gertrudes de Macedo Lemos
• Beneficiário: Erica Mendes Lopes
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (FCAV). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Jaboticabal. Jaboticabal , SP, Brasil
• Empresa Sede: Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Jaboticabal. Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (FCAV)
• Vinculado ao auxílio: 10/51316-0 - Diversidade de plantas e de organismos dos solos com potencial biotecnológico e indicadores de impacto ambiental, no estado de São Paulo, AP.PITE
• Assunto(s): Enzimologia Biotecnologia Tiorredoxina dissulfeto redutase
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biotecnologia | Enzimologia | Sistema antioxidante | tiorredoxina dissulfeto redutase | Agronomia e Ambiente

Resumo

O solo tem sido objeto de estudos para o isolamento de dezenas de milhares de linhagens produtoras de diversas substâncias, e ainda hoje, microrganismos cultiváveis de solo representam a principal fonte de antibióticos e outros compostos bioativos. Dependente do ambiente, os microrganismos também podem apresentar indução positiva na atividade de algumas enzimas antioxidantes, relacionadas à proteção celular contra as espécies ativas de oxigênio (EAOs) formadas na presença de um xenobiótico. Portanto, essas enzimas têm importantes aplicações como biomarcadores ou bioindicadores ambientais. Um exemplo disto é a enzima Tiorredoxina - Dissulfeto - Redutase (TR, TRX: EC 1.8.1.9.), a qual é codificada pelo gene trxB, pertencente a uma família de enzimas responsáveis pela antioxidação. Seu papel fundamental diz respeito as consequências da respiração aeróbica: EAOs como superóxido (O2), peróxido de hidrogênio (H2O2) e radicais hidroxilas (OH) são produzidas no interior das células e são normalmente controladas por moléculas antioxidantes. Em Escherichia coli, fatores de transcrição do tipo OxyR e SoxR são capazes de ativar genes com função antioxidante em resposta ao estresse oxidativo, mantendo no citoplasma um ambiente redutor graças aos sistemas tiorredoxina e glutarredoxina. Resíduos de cisteína exercem um papel chave na detecção e regulação do estado redox, o qual é um mediador crucial de múltiplos processos metabólicos, incluindo sinalização e eventos transcricionais. Existem duas rotas para o destino dos elétrons a partir do NADPH que, por meio de reações de redução, mantêm as proteínas citoplasmáticas num estado reduzido. Apesar de glutarredoxina e tiorredoxina exibirem estruturas tridimensionais e sítios ativos semelhantes, as fontes de elétrons requeridos para manutenção das atividades redutoras são diferentes. Tais rotas podem ser divididas em dois sistemas: (1) tiorredoxina: (2) Tiorredoxina redutase - Tiorredoxina. No sistema tiorredoxina, a redução do sítio ativo (CGPC) da tiorredoxina é catalisada pela proteína tiorredoxina redutase (TrxR), que utiliza elétrons do NADPH. Frente à importância do metabolismo oxidativo na regulação de fatores metabólicos e transcricionais na célula e sua importância na oxidação de ferro, este plano de atividades prevê o enriquecimento de solos de áreas destinadas à mineração para avaliar a diversidade de microrganismos com potencial oxirredutor, além da prospecção de genes a fim de atender aos interesses biotecnológicos voltados a biorremediação, biomarcação e recuperação ambiental. Para a execução deste trabalho ferramentas metagenômicas serão abordadas, o que permitirá acesso ao DNA de microorganismos não cultiváveis em laboratório, aumentando as chances de se encontrar tais enzimas. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

FERNANDES, CAMILA CESARIO; KISHI, LUCIANO TAKESHI; LOPES, ERICA MENDES; OMORI, WELLINGTON PINE; MARCONDES DE SOUZA, JACKSON ANTONIO; CARARETO ALUES, LUCIA MARIA; DE MACEDO LEMOS, ELIANA GERTRUDES. Bacterial communities in mining soils and surrounding areas under regeneration process in a former ore mine. Brazilian Journal of Microbiology, v. 49, n. 3, p. 489-502, JUL-SEP 2018. (12/20022-6, 10/51316-0, 14/14234-6)

FERNANDES, CAMILA CESARIO; KISHI, LUCIANO TAKESHI; LOPES, ERICA MENDES; OMORI, WELLINGTON PINE; MARCONDES DE SOUZA, JACKSON ANTONIO; CARARETO ALUES, LUCIA MARIA; DE MACEDO LEMOS, ELIANA GERTRUDES. Bacterial communities in mining soils and surrounding areas under regeneration process in a former ore mine. Brazilian Journal of Microbiology, v. 49, n. 3, p. 14-pg., 2018-07-01. (12/20022-6, 14/14234-6, 10/51316-0)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

LOPES, Erica Mendes. Identificação e caracterização de metagenomas e isolados bacterianos visando a biorremediação de solos de áreas de mineração. 2016. Tese de Doutorado - Universidade Estadual Paulista (Unesp). Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias. Jaboticabal Jaboticabal.