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

Processo: 19/21782-3
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de novembro de 2019
Vigência (Término): 30 de setembro de 2023
Área do 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
Assunto(s):Bioluminescência   Luminescência   Luciferases   Enzimologia   Espécies de oxigênio reativas   Ácidos cafeicos   Leveduras   Antioxidantes   Estresse oxidativo

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)