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Sistemas antioxidantes em sementes: funções de 1-Cys peroxirredoxinas e ascorbato durante o desenvolvimento embrionário e germinação

Processo: 19/15924-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2019
Vigência (Término): 31 de agosto de 2021
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica - Metabolismo e Bioenergética
Pesquisador responsável:Luis Eduardo Soares Netto
Beneficiário:Ana Luiza Dorigan de Matos Furlanetto
Instituição-sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:13/07937-8 - Redoxoma, AP.CEPID
Assunto(s):Embriogênese   Sementes

Resumo

Nosso grupo de pesquisa investiga a ação de peroxidases com atividade baseada em resíduos de cisteína, como as peroxirredoxinas (Prxs). Mostramos que ácidos sulfênicos (R-Cys-SOH) em peroxirredoxinas da classe 1-Cys Prx podem ser reduzidos por ascorbato (vitamina C) (Monteiro et al. 2007, Proc. Natl. Acad. Sci USA), o que representou uma quebra no paradigma de que 1-Cys Prx são especificamente reduzidas por tióis (RSH). Esse par ácido sulfênico/ascorbato representa um novo par redox, cuja relevância biológica ainda precisa ser confirmada.Nosso desafio atual é demonstrar que o ascorbato pode competir pela redução de ácido sulfênico com outros sistemas redutores (i.e. Trx ou Grx/GSH). As concentrações desses redutores nos distintos compartimentos celulares é um dos fatores que pode determinar qual sistema vai prevalecer.Plantas apresentam concentrações muito altas de ascorbato (3-30 mM) em vários compartimentos celulares (Zechmann et al. 2011, Zechmann 2014). Por outro lado, 1-Cys Prx de plantas está preferencialmente expressa em tecidos embrionários, principalmente nos núcleos das células de sementes e em alguns casos difundidas no citoplasma (Stacy et al. 1996, 1999). Outros sistemas redutores além de ascorbato, como Tiorredoxina (Trx) e Trx redutase (TrxR) apresentam co-localização com PER1 durante o desenvolvimento da semente, inclusive em núcleos de células de sementes germinantes sob estresse (Pulido et al. 2009).Portanto, a compreensão do significado biológico dos redutores de 1-Cys Prx requer uma análise integrada, envolvendo determinação de parâmetros cinéticos (como kcat e Km); a distribuição dos possíveis redutores durante o ciclo de vida das sementes; além de fenótipos associados a mutantes genéticos. Serão analisados os sistemas antioxidantes de sementes de duas plantas: Arabidopsis thaliana (um organismo modelo) e Araucaria angustifolia (Pinheiro brasileiro), contando com a colaboração de grupos de pesquisa liderados pelas doutoras Marie-Anne Van Sluys e Eny I.S. Floh, do Departamento de Botânica do Instituto de Biociências da USP.