Impacto da superexpressão da proteína desacopladora mitocondrial 1 (UCP1) no metabolismo fotossintético

• Processo: 14/24183-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2015
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2015
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Metabolismo e Bioenergética
• Pesquisador responsável: Paulo Arruda
• Beneficiário: Renato Maia Souza Filho
• Instituição Sede: Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética (CBMEG). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Metabolismo energético Bioenergética Fotossíntese Superexpressão gênica Espécies de oxigênio reativas Proteína desacopladora 1 Mitocôndrias Biogênese
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: cloroplasto | espécies reativas de oxigênio | Fotossíntese | Metabolismo energético | mitocôndria | Ucp1 | Metabolismo fotossintético

Resumo

A mitocôndria desempenha papel central na respiração aeróbica e no metabolismo energético em organismos complexos. O metabolismo energético mitocondrial por sua vez é a principal fonte de espécies reativas de oxigênio (ROS). Para lidar com a expressiva geração de ROS e suas consequencias adversas para o metabolismo celular, a mitocôndria controla um potente complexo antioxidante com reflexos na propria mitocondria, no citoplasma e nas outras organelas celulares. Entre os componentes desse complexo esta a proteína desacopladora mitocondrial (UCP), localizada na membrana interna da mitocondrial. As UCPs permitem a livre passagem de prótons do espaço intermembranas para a matriz mitocondrial, dissipando o gradiente de prótons e assim estimulando o fluxo de elétrons na cadeia transporadora de elétrons (CTE), reduzindo a produção de ROS. A superexpressão da UCP1 em plantas está associada a uma resposta global da célula que envolve desde o mecanismo de biogênese mitocondrial, até a indução de genes responsivos a estresses e mudanças no metabolismo fotossintético. Estudos recentes mostram que plantas superexpressando a UCP1 fixam CO2 com maior eficiência. Por outro lado, o perfil transcriptomico dessas plantas mostra a repressão de genes envolvidos na fotossíntese, como por exemplo genes que codificam proteínas dos fotossistemas I e II, fato constrastante, uma vez que os fotossistemas são fundamentais para a produção do NADPH que é utilizado no ciclo de Calvin. A proposta deste projeto é verificar as alterações provocadas pela superexpressão da UCP1 no metabolismo fotossintético em nível proteico e metabólico. Serão etudados parâmetros relacionados a eficiência fotossintética, os perfis das proteínas dos PSI e PSII, a relação NADPH/NADP, e a composição de carboidratos e clorofila em diferentes linhagens superexpressando UCP1 comparadas com plantas selvagens.

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)

BARRETO, PEDRO; OKURA, VAGNER; PENA, IZABELLA A.; MAIA, RENATO; MAIA, IVAN G.; ARRUDA, PAULO. Overexpression of mitochondrial uncoupling protein 1 (UCP1) induces a hypoxic response in Nicotiana tabacum leaves. Journal of Experimental Botany, v. 67, n. 1, p. 301-313, JAN 2016. (12/00235-5, 14/17634-5, 14/24183-0)