Explorando o impacto da redução da degradação ou do armazenamento de fitol no conteúdo de tocoferol em tomateiro

• Processo: 25/07880-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Botânica - Fisiologia Vegetal
• Pesquisador responsável: Maria Magdalena Rossi
• Beneficiário: Eduardo Kenzo Nakamura
• Instituição Sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 23/03330-3 - Rotas de transdução de sinal luminoso e de estress: como otimizar múltiplas respostas para melhorar o rendimento e a qualidade das culturas, AP.TEM
• Assunto(s): Solanum lycopersicum Engenharia metabólica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Metabolic Engineering | phytol | Solanum lycopersicum | Tocopherol | Tomato | engenharia metabólica

Resumo

Tocoferóis, também conhecidos como Vitamina E, são potentes antioxidantes que protegem membranas celulares contra danos oxidativo. Assim, são essenciais para processos como a fotossíntese nas plantas, bem como são importantes por mitigar a progressão de certas doenças nos animais. Tocoferóis são sintetizados exclusivamente por organismos fotossintéticos, sendo um dos componentes uma cadeia lateral derivada de fitil, a qual se origina a partir de fitil difosfato (PDP). O PDP é produzido pela via do metileritritol fosfato ou através de um processo de fosforilação em duas etapas, catalisado pela FITOL QUINASE (VTE5) e FITIL-FOSFATO QUINASE (VTE6), utilizando do fitol liberado durante a degradação de clorofila (Chl) como substrato. Na última década, a via de reciclagem de fitol derivado de Chl foi identificada como fonte primária de PDP para o metabolismo de tocoferol. Embora a disponibilidade de fitol seja um fator determinante para síntese de tocoferol, este metabólito também pode ser destinado para armazenamento como fitil ésteres de ácidos graxos (FAPEs) através da acilação catalisada pelas FITIL ÉSTER SINTASES (PESs), ou ser degradado em fitenal. Por sua vez, fitenal, posteriormente, é decomposto pela ação da FITANOIL-COA LIASE (PAHX) e 2-HIDROXI-FITANOIL-COA LIASE (HPCL). Curiosamente, observou-se que tocoferol se acumula nas folhas de plantas de Arabidopsis thaliana deficientes para AtHPCL ou AtPAHX, quando em um contexto de intensa degradação de clorofila. Entretanto, há pouca informação se a redução da síntese de FAPEs pode aumentar analogamente os níveis de tocoferóis. Nesse contexto, hipotetizamos que a degradação de fitol e o armazenamento como FAPEs são determinantes da disponibilidade de fitol para a síntese de tocoferóis em tomateiro. Para testar esta hipótese, propomos gerar e avaliar a dinâmica de acúmulo de tocoferol em plantas com deficiência constitutiva na degradação de fitol, assim como em plantas com deficiência na degradação de fitol ou na síntese de FAPEs especificamente ao longo do amadurecimento do fruto. (AU)