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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
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de março de 2016
Vigência (Término): 02 de junho de 2019
Área do 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

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, Sacharomyces 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).

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