Produção heteróloga em larga escala do ácido populnínico no sistema Nicotiana benthamiana via biossíntese combinatória usando enzimas P450 e o substrato ácido maitenoico

• Processo: 23/04093-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Orgânica
• Pesquisador responsável: Maysa Furlan
• Beneficiário: Otávio Aguiar de Souza
• Supervisor: Vincent Courdavault
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Université François-Rabelais, França
• Vinculado à bolsa: 21/05646-2 - Engenharia metabólica aplicada à elucidação da via biossintética e produção sustentável de triterpenos quinonametídeos via expressão heteróloga em Saccharomyces cerevisiae, BP.DR
• Assunto(s): Química de produtos naturais Bioeconomia Biologia sintética Biossíntese
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Ácido populnínico | bioeconomia | Biologia Sintetica | Biossíntese combinatória | Nicotiana benthamiana | Oxidoredutases do tipo P450 | Química de Produtos Naturais

Resumo

Recentemente identificamos no sistema heterólogo Saccharomyces cerevisiae que três enzimas do citocromo P450 catalisam a oxidação do ácido maitenóico (precursor biossintético dos triterpenos quinonametídeos ou QMTs na espécie vegetal Maytenus ilicifolia, como nosso grupo comprovou em 2019) ao composto putativamente identificado como ácido populnínico (Processo FAPESP 21/05646-2). Esta etapa de oxidação pode ser vital para a elucidação da via metabólica completa dos QMTs, mas para provar de modo inequívoco o papel das enzimas P450 atuando nesta etapa de oxidação, é apropriado obter tal derivado oxidado em quantidades apreciáveis, o que nem sempre é possível usando plataformas de levedura porque isso exigiria aumentar a escala do processo, e essa tarefa nem sempre é trivial. Assim, este projeto visa a produção em larga escala de ácido populnínico via biossíntese combinatória utilizando como hospedeiro heterólogo alternativo a espécie vegetal Nicotiana benthamiana. O projeto foi concebido para ser desenvolvido durante 6 meses no grupo de pesquisa do Professor Vincent Courdavault (Université de Tours, BBV - EA2106 Biomolécules et Biotechnologies Végétales, Tours, França), que possui uma experiência consolidada em biossíntese combinatória, engenharia metabólica, biologia sintética de metabólitos especializados em plantas e uso do sistema N. benthamiana para a produção em larga escala desses compostos de modo direto e otimizado. Adicionalmente, o Professor Vincent Courdavault dispõe de um laboratório que oferece todas as instalações necessárias incluindo uma moderna plataforma analítica que permitirá a identificação inequívoca dos compostos produzidos e, portanto, do potencial papel das enzimas P450 nesta etapa de oxidação. Isso também permitirá a produção renovável e otimizada de um derivado do ácido maitenóico com propriedades interessante do ponto de vista farmacológico. (AU)