Modulação dos níveis de pigmentos e ácidos graxos em algas marinhas: função dos carotenóides e efeitos do estresse ambiental

Autor(es)

Ernani Pinto Junior

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo. , gráficos, ilustrações.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Conjunto das Químicas (IQ e FCF) (CQ/DBDCQ)
• Data de defesa: 2002-08-02

Membros da banca

Pio Colepicolo Neto; Ana Campa; Iolanda Midea Cuccovia; Norberto Peporine Lopes; Estela Maria Plastino

• Orientador: Pio Colepicolo Neto
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Oceanografia
• Indexada em: Banco de Dados Bibliográficos da USP-DEDALUS
• Localização: Universidade de São Paulo. Biblioteca do Conjunto das Químicas; 589.31921; P659m

Resumo

O estresse ambiental sobre algas marinhas pode ser causado por poluentes, ausência de nutrientes, variação da temperatura ou da intensidade luminosa. Embora vários grupos estudem os efeitos do estresse ambiental sobre a ecologia de animais marinhos, nos últimos anos, contudo, poucos pesquisadores têm investigado o seu efeito sobre a fisiologia das algas marinhas, sobretudo sobre a biossíntese e função de carotenóides e ácidos graxos. Deste modo, foram abordados experimentalmente a atividade antioxidante in vitro de alguns carotenóides encontrados em algas (determinação da constante de supressão (KQ) de oxigênio singlete (02 (1Δg)) e redução da lipoperoxidação em lipossomos incorporados com carotenóides) bem como a monitoração da biossíntese de pigmentos e os níveis de ácidos graxos em algumas espécies de algas cultivadas em situações de estresse ambiental, como exposição a metais pesados (Gracilaria tenuistipitata e Lingulodinium polyedrum), alta densidade populacional (Amphidinium cartareae, Nitzschia microcephala, Lingulodinium polyedrum, Minutocellus polymorphus e Tetraselmis gracilis), e intensidade luminosa (Lingulodinium polyedrum). Ainda, nas algas expostas a estas condições adversas, parâmetros de estresse oxidativo e indicadores enzimáticos do metabolismo oxidativo foram medidos, como a atividade de superoxido dismutase, catalase, ascorbato peroxidase, e o doseamento dos níveis de malonaldialdeído (MDA), tióis e carbonilas de proteínas. Por RMN de 1H, EM e HPLC com a co-injeção de padrões, foram identificados vários carotenos (β-caroteno e licopeno), xantofilas (peridinina, luteina, diadinoxantina, diatoxantina entre outras) e três tipos de clorofilas (a, b e c) das macro e micro algas estudadas. Paralelamente, seguindo as mesmas técnicas cromatográficas, estudamos a interconversão de tiamina com a identificação das três formas desta vitamina (livre, mono e difosfato). Nos ensaios in vitro, as KQs da peridinina, carotenóide isolado de Lingulodinium polyedrum, em dois sistemas de solventes (CDCl3: 0,95 x 109 M-1.s-1 e D20/CD3COCD3 1:1: 5,0 x 109 M-1.s-1) sugere que este pigmento apresenta uma melhor função protetora contra os efeitos deletérios do O2 (1ΔG) em ambiente hidrofílico. A presença de peridinina e astaxantina incorporadas em lipossomos preenchidos com Fe2+/EDTA foi determinante para diminuir os efeitos danosos de H202 e t-ButOOH, mostrando que a ação desses pigmentos depende da permeabilidade dos agentes oxidantes através da bicamada lipídica. Ambos carotenóides apresentaram atividade quando a peroxidação foi provocada pelo lado externo da bicamada. A concentração dos ácidos graxos em culturas de Lingulodinium polyedrum durante o ciclo claro:escuro sugee que o aumento de C18:3 e C22:6 durante a fase clara ocorreu para compensar a lipoperoxidação (os níveis de MDA foram altos durante a fase clara) e manter a integridade e homeostase celular. Em culturas de G. tenuistipitata expostas a Cd2+ e Cu2+, os níveis do ácido C20:4 (n-6) aumentaram cerca de 30% no tratamento com Cd2+, provavelmente para preservar a integridade de membrana em resposta ao desbalanço redox provocado por esse metal. Em contrapartida, os níveis de C20:4 (n-6) decaíram cerca de 15% no tratamento com Cu2+, evidenciando a especificidade desse metal em atingir as membranas tilacóides no cloroplasto. O ácido C18:3 (n-4) foi detectado apenas no tratamento com Cu2+. Os resultados encontrados para a monitoração da biossíntese de carotenóides abrem novas perspectivas para a compreensão dos mecanismos bioquímicos e fisiológicos adotados por algas marinhas cultivadas em ambientes adversos. Diferentes respostas foram encontradas para os níveis de pigmentos para as micro e macroalgas estudadas, mostrando que a biossíntese e a atividade das enzimas envolvidas no metabolismo oxidativo podem variar nas diferentes espécies e conforme o estímulo empregado. (AU)

• Processo FAPESP: 00/00876-3 - Biossintese de carotenoides em algas marinhas expostas a agentes pro-oxidantes.
• Beneficiário: Ernani Pinto Junior
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado