Clonagem e caracterização das oxidorredutases do tipo citocromo P450 de Maytenus ilicifolia e seu efeito no aumento da produção de triterpenos quinonametídeos por expressão heteróloga em Saccharomyces ceravisiae

• Processo: 15/25175-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2016
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2019
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Orgânica
• Pesquisador responsável: Maysa Furlan
• Beneficiário: Keylla Utherdyany Bicalho
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/07600-3 - CIBFar - Centro de Inovação em Biodiversidade e Fármacos, AP.CEPID
• Bolsa(s) vinculada(s): 17/10911-1 - Biossíntese combinatória de triterpenos nos sistemas de Saccharomyces cerevisiae e Nicotiana benthamiana utilizando enzimas P450 com o substrato friedelina, BE.EP.PD
• Assunto(s): Oxirredutases Citocromo P-450 Química de produtos naturais Biologia sintética
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biologia Sintetica | citocromo P450 | Maytenus ilicifolia | Oxidorredutases | Triterpenos quinonametídeos | Química de Produtos Naturais

Resumo

Dentre as classes de metabólitos secundários produzidos por plantas, os terpenóides atraem especial atenção dos pesquisadores, devido ao seu importante potencial biológico. Os triterpenos quinonametídeos se configuram em uma especial classe de metabólitos secundários, tanto do ponto de vista biológico quanto estrutural e biossintético. Estudos químicos dessa classe de substâncias demonstraram que os mesmos mostram acúmulo exclusivo nas cascas das raízes de plantas jovens de espécies de Celastraceae, e ocorrem em baixa concentração. São marcadores químicos da família e, especialmente, pristimerina e maitenina, mostram vasta gama de atividades biológicas, incluindo antitumoral, anti-inflamatória, antimalárica e antioxidante. Esses triterpenos são derivados da friedelina, um triterpeno pentacíclico encontrado nas folhas de espécies de Celastraceae. Estudos biossintéticos desenvolvidos pelo nosso grupo de pesquisa demostrou a participação da friedelina como precursor dos triterpenos quinonametídeos, a compartimentalização das vias envolvidas e a identificação e caracterização das enzimas ciclase (friedelina sintase) e oxidorredutases (do tipo citocromo P450 (CPRs)), chaves nas etapas de ciclização do oxidoesqualeno à friedelina e de oxidação da friedelina aos triterpenos quinonametídeos. Esses estudos se configuraram na base para posteriores estudos de engenharia metabólica com o objetivo de aumentar, inicialmente, a produção da friedelina. Para tanto, os genes da friedelina sintase (ciclase), extraídos da espécie Maytenus ilicifolia, foram clonados, identificados e expressos em um sistema heterólogo, Saccharomyces cerevisiae. Após estudos complementares de mutações sítio-dirigidas, a produção de friedelina em S. cerevisiae foi um sucesso. Dando continuidade aos estudos de engenharia metabólica para o aumento da produção dos triterpenos quinonametídeos, este projeto tem como objetivo clonar e caracterizar os genes das enzimas oxidorredutase do tipo citocromo P450 (CPRs) seguido da expressão dos mesmos no sistema heterólogo geneticamente modificado (S. cerevisiae).

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)

BICALHO, KEYLLA U.; SANTONI, MARIANA M.; ARENDT, PHILIPP; ZANELLI, CLESLEI F.; FURLAN, MAYSA; GOOSSENS, ALAIN; POLLIER, JACOB. CYP712K4 Catalyzes the C-29 Oxidation of Friedelin in the Maytenus ilicifolia Quinone Methide Triterpenoid Biosynthesis Pathway. Plant and Cell Physiology, v. 60, n. 11, p. 2510-2522, NOV 2019. (14/50926-0, 13/07600-3, 15/25175-3, 17/10911-1, 16/16970-7)