Caracterização das enzimas chaves para o controle do metabolismo de lisina em milho (Zea mays L.) geneticamente modificado

Autor(es)

Vanessa Rizzi

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Piracicaba.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALA/BC)
• Data de defesa: 2013-05-24

Membros da banca

Ricardo Antunes de Azevedo; Rogério Falleiros Carvalho

• Orientador: Ricardo Antunes de Azevedo

Resumo

A lisina é um dos aminoácidos essenciais e um dos fatores limitantes ao uso de cereais como o milho na alimentação, pois, sem suplementação, não permite a obtenção de uma dieta balanceada. A fim de melhorar a qualidade nutricional dos cereais, várias tentativas têm sido realizadas baseadas em resultados obtidos sobre as rotas de metabolismo da lisina em plantas e o acúmulo de proteínas de reserva no endosperma. Ambrozevicius (2010) com o objetivo de produzir plantas de milho transgênicas com alto teor de lisina utilizou a estratégia de expressão de proteínas de reserva de outras espécies vegetais ricas em lisina, ou seja, através da expressão de uma proteína heteróloga: a zeolina. O presente trabalho teve como objetivo estudar os 6 eventos transformados expressando a zeolina na geração F3, caracterizando as proteínas de reserva, o perfil de aminoácidos e as enzimas envolvidas no metabolismo de lisina em milho geneticamente modificado, para compreender quais as possíveis alterações bioquímicas podem ter sido geradas pela transformação, e que podem ter levado ao incremento dos aminoácidos essenciais neste material transgênico. O perfil de proteínas de reserva dos eventos transformados exibiu redução na proporção das zeínas II e glutelinas em relação ao controle HiII, e ainda aumentos muito discretos da fração globulina, porém não para todos os eventos transformados. Na composição de aminoácidos solúveis totais foram observados incrementos nos teores dos aminoácidos que fazem parte da via metabólica do ácido aspártico: lisina, metionina, treonina e isoleucina. Para os aminoácidos incorporados em proteínas, foram observados incrementos nos teores de lisina nos eventos transformados da fração globulina e da fração glutelina, ambos em relação ao controle HiII. Já a fração zeína I teve o maior conteúdo total de aminoácidos em todos os eventos transformados. A análise das enzimas envolvidas no metabolismo de lisina revelou que ocorreram alterações em duas enzimas, a primeira enzima envolvida na síntese de lisina, aspartato quinase (AK) e a segunda envolvida na degradação de lisina, lisina cetoglutarato redutase (LOR). Embora as outras enzimas envolvidas na síntese e na degradação de lisina também tenham sido alteradas, os resultados foram variáveis para os diferentes eventos. Este trabalho mostrou que a expressão da proteína heteróloga zeolina causou alterações na composição das frações protéicas, no teor dos aminoácidos solúveis totais e aminoácidos incorporados em proteína em consequencia das alterações das enzimas envolvidas na síntese e degradação da lisina. Os resultados obtidos sugerem que a expressão da proteína heteróloga zeolina, que tem a necessidade de incorporação de lisina em sua estrutura, pode ter alterado a via metabólica do ácido aspártico para suprir a nova demanda de lisina. Essas alterações podem incluir o aumento na atividade da enzima AK, que é a primeira enzima da via que leva a síntese deste aminoácido e também uma redução na atividade da enzima de degradação LOR, pois o excesso de lisina livre que seria degradada é incorporado à nova proteína. (AU)

• Processo FAPESP: 11/03134-2 - Caracterização das enzimas chaves para o controle do metabolismo de lisina em milho (Zea mays L.) geneticamente modificado
• Beneficiário: Vanessa Rizzi
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado