Ciclo do Ácido Cafeico (CAC) na bioluminescência fúngica: efeito antioxidante da luciferina, reciclagem da oxiluciferina e estresse oxidativo

• Processo: 19/21782-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2019
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Radiologia e Fotobiologia
• Pesquisador responsável: Cassius Vinicius Stevani
• Beneficiário: Caio Klocke Zamuner
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 17/22501-2 - Quimiexcitação eletrônica em sistemas biológicos: bioluminescência e 'foto'química no escuro, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/18302-5 - Transformação de fungos Ascomycota em organismos modelo bioluminescentes, BE.EP.DD
• Assunto(s): Bioluminescência Luminescência Luciferases Enzimologia Espécies de oxigênio reativas Ácidos cafeicos Leveduras Antioxidantes Estresse oxidativo
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: espécies reativas de oxigênio | fermentação | levedura | luciferase | luciferina | Produção de Cogumelos | bioluminescência, luminescência, enzimologia

Resumo

Recentemente com a descoberta da estrutura da luciferina fúngica tornou-se possível o conhecimento de uma via secundária para a expressão da bioluminescência, denominada Ciclo do Ácido Cafeico (CAC). O ácido cafeico, gerado em fungos a partir de tirosina da via do Shikiimato, é o substrato inicial para a formação da hispidina, pelo complexo enzimático hispidina sintase (HispS). A hidroxilação da hispidina por uma hidroxilase solúvel, a hispidina-3-hidroxilase (H3H), produz a luciferina fúngica que, após a adição de uma molécula de oxigênio pela luciferase (Luz), forma o intermediário de alta energia, um endoperóxido. O intermediário é decomposto em luz e o produto, a oxiluciferina (cafeilpiruvato), é reciclado em ácido cafeico através da cafeilpiruvato hidrolase (CPH). Sabe-se que estes intermediários são antioxidantes, o que poderia sugerir o envolvimento deles como uma defesa complementar ao clássico sistema de proteção ao estresse oxidativo celular. Leveduras foram transformadas por técnicas de biologia molecular para expressar as enzimas do CAC, ampliando as metodologias para a tentativa de uma compreensão do papel biológico da bioluminescência, além da atração dos animais dispersores de esporos no caso de cogumelos. Além disso, a introdução de genes do CAC em um basidiomiceto não bioluminescente, forneceria ferramentas para a compreensão do papel da bioluminescência em fungos na sua fase de vida reprodutiva. Esse projeto tem como objetivo clonar e caracterizar as enzimas do CAC, verificar se há alteração de leveduras geneticamente modificadas para esse sistema sob condições de estresse oxidativo, estudar a luciferina como um possível antioxidante e a transformação de um basidiomiceto não bioluminescente em bioluminescente, usando o sistema do CAC. (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)

SOARES, DOUGLAS M. M.; PROCOPIO, DIELLE P.; ZAMUNER, CAIO K.; NOBREGA, BIANCA B.; BETTIM, MONALISA R.; DE REZENDE, GUSTAVO; LOPES, PEDRO M.; PEREIRA, ARTHUR B. D.; BECHARA, ETELVINO J. H.; OLIVEIRA, ANDERSON G.; et al. Fungal bioassays for environmental monitoring. FRONTIERS IN BIOENGINEERING AND BIOTECHNOLOGY, v. 10, p. 6-pg., 2022-08-25. (19/12605-0, 17/22501-2, 20/16000-3, 19/21782-3)

NOBREGA, BIANCA B.; SOARES, DOUGLAS M. M.; ZAMUNER, CAIO K.; STEVANI, V, CASSIUS. Optimized methodology for obtention of high-yield and-quality RNA from the mycelium of the bioluminescent fungus Neonothopanus gardneri. Journal of Microbiological Methods, v. 191, DEC 2021. (20/16000-3, 19/12605-0, 19/21782-3, 17/22501-2)