Proteina desacopladora de plantas: efeito do estresse oxidativo na sua expressão e atividade e reconstituição funcional da isoforma de Arabidopsis thaliana

Autor(es)

Alexandre Dias Tavares Costa

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Ciências Médicas
• Data de defesa: 2003-06-02

Membros da banca

Marco Aurelio Pedron e Silva; Ivan Godoi Maia; Paulo Mazzafera; Marcelo Menossi

• Orientador: Anibal E. Vercesi

Resumo

O presente trabalho está dividido em duas partes: a reconstituição funcional de uma proteína desacopladora de Arabidopsis thaZiana e a medida da expressão e da atividade de uma proteína desacopladora em resposta a diversos estresses abióticos. A expressão do gene AtPUMPl em Saccharomyces cerevisae e Escherichia coZi permitiu a confirmação de que este gene realmente codifica uma proteína desacoplado~ capaz de dissipar energia do gradiente eletroquímico de Ir. Num ambiente termoneutro (28°C), células expressando a AtPUMPl cresceram mais lentamente que células controle, enquanto sob baixa temperatura (14 °C) a taxa de crescimento de ambas as células foi semelhante. Quando expressa em um sistema procariótico e reconstituída em vesículas lipídicas, a AtPUMPl mostrou características cinéticas semelhantes às descritas para as outras proteínas desacopladoras. O transporte de Ir foi induzido por diferentes ácidos graxos, de uma maneira dependente do tamanho da cadeia de carbonos e do número de insaturações na mesma. Este transporte de Ir foi inibido por nucleotídeos de purina, sendo que mudanças no pH do meio externo alteraram a afinidade da AtPUMPl por nucleotídeos. Através dos experimentos de reconstituição, verificamos que as constantes de afinidade e velocidade máxima de transporte (Km e V máx) são similares às obtidas para outras proteínas desacopladoras vegetais e também para as UCP2 e 3. A expressão e a atividade da proteína desacopladora também foi estudada em situações de estresse abiótico, como excesso de sal, temperatura baixa e atmosfera hiperoxigenada, situações que sabidamente geram estresse oxidativo. Em coleóptiles de milho, a expressão do mRNA para a proteína desacopladora aumenta durante o estresse salino e permanece inalterada durante o estresse por mo. Entretanto, a expressão da proteína e a disponibilidade de substratos aumentaram significativamente nos dois casos, sugerindo uma regulação pós-transcripcional para este gene. Observamos ainda que mitocôndrias isoladas de coleóptiles de milho submetidos a estresse salino e por frio possuem uma razão ADP/O diminuída, que retoma para níveis controle na presença de BSA ou GTP. Em situações de aumento intracelular de Ca2+, observamos também que ativadores da proteína desacopladora inibem a geração mitocondrial de EAOs e que seus inibidores aumentam esta geração. Considerando os resuhadqs aqui apresentados, podemos, portanto, concluir que a AtPUMPl é uma verdadeira proteína desacopladora, capaz de afetar o crescimento celular, induzindo um desacoplamento mediado por ácidos graxos e inibido por nucleotídeos de purina. É possível sugerir ainda que a proteína desacopladora desempenhe um papel importante em situações de estresse abiótico, diminuindo a geração mitocondrial de EAOs de fonna a proteger o organismo do estresse oxidativo resultante (AU)

• Processo FAPESP: 98/02027-1 - Estudo do mecanismo de desacoplamento mitocondrial promovido pela pump (plant uncoupling mitochondrial protein).
• Beneficiário: Alexandre Dias Tavares Costa
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado