Uso de estratégias in vivo, in vitro e in silico na busca de requerimentos estruturais para o efeito de lactonas sesquiterpênicas sobre a germinação, com enfoque na modulação de enzimas e no perfil metabólico das sementes

Resumo

As lactonas sesquiterpênicas (LSTs) são uma classe de substâncias vegetais com grande diversidade estrutural e para as quais já foram descritas inúmeras atividades biológicas em células animais. Contudo, pouco se sabe sobre sua ação em células vegetais. Recentemente, algumas LSTs estão sendo descritas como moduladoras da germinação de sementes de mono e de dicotiledôneas, de maneira similar a de hormônios vegetais. Porém, os mecanismos pelos quais elas exercem esses efeitos e quais os requerimentos estruturais necessários a essa atividade ainda não estão esclarecidos. Sendo assim, propomos avaliar o efeito de cerca de 50 LSTs isoladas de espécies da tribo Heliantheae (Asteraceae) sobre a germinação de sementes, utilizando a cevada como modelo. O objetivo será entender as possíveis alterações metabólicas desencadeadas pelo tratamento, bem como identificar os alvos moleculares e os requerimentos estruturais necessários a essa atividade. Para isso, propõe-se realizar análises in vivo e in vitro dos efeitos das LSTs sobre as enzimas relacionadas à germinação e estudos metabolômicos comparativos entre as sementes tratadas e não tratadas. Os resultados obtidos nos experimentos serão avaliados através de estudos in silico, utilizando ferramentas de quimioinformática, tais como docking, com o objetivo de entender a interação entre as LSTs e as enzimas, e QSAR (Quantitative Structure Activity Relationship), para a construção de modelos que possam explicar os requerimentos estruturais e predição dos efeitos das LSTs no modelo estudado. Com relação aos resultados obtidos nos estudos metabolômicos, espera-se entender como as LSTs podem influenciar na alteração dos perfis metabólitos das sementes. Esperamos com os resultados obtidos fornecer informações que possam permitir o uso das LSTs como moduladores da germinação de sementes, ou das enzimas envolvidas nesse processo. Substâncias com essas capacidades podem ser úteis na agroindústria, controlando a germinação de acordo com o interesse da produção, bem como em indústrias químicas e farmacêuticas que utilizam enzimas em seus processos.