Enzimologia e fisiologia molecular em Arachnida

Resumo

Resultados positivos obtidos pela evolução dirigida de enzimas não suprimem o estudo de organismos pouco explorados como novas fontes de enzimas com aplicabilidade biotecnológica para uso industrial e de controle de pragas, visando aumentar a produção mundial de alimentos. Neste contexto, o filo Arthropoda tem extraordinário potencial para prospecção de biomoléculas dado que constitui o grupo taxonômico mais especioso e diverso. A classe Arachnida compreende 20% deste filo. Embora os aracnídeos sejam um grupo bastante estudado no que tange aos venenos de aranhas e escorpiões e saliva de carrapatos, vários de seus aspectos fisiológicos como, o processo digestivo, são pouco estudados. O uso de técnicas de bioquímica clássica, transcriptômica e proteômica permitiu o desenvolvimento do estudo da digestão em Arachnida em meu grupo de pesquisa (FAPESP 2005/02486-1; 2006/03474-0; 2007/01706-3 e em andamento 2014/15732-0) com dois principais focos: a identificação de proteínas (catalíticas ou não catalíticas) com potencial uso biotecnológico e a compreensão da fisiológica digestiva em Arachnida. Estes estudos demonstraram que o sistema digestório de aranhas e escorpiões é muito rico quanto à diversidade de enzimas com aplicabilidade industrial, tornando-o um valioso objeto para investigação mais aprofundada. Também pudemos propor o primeiro modelo molecular para o processo digestivo em aranhas e escorpiões. Dando continuidade àquela sequência de estudos pioneiros, propomos para este novo projeto a caracterização de algumas moléculas identificadas pelo nosso grupo com amplo potencial aplicado: o complexo quitinolítico (quitinases e hexosaminidases), fucosidases, fucosiltransferases, astacinas e inibidores de peptidases. Moléculas que apresentam um importante significado fisiológico também serão caracterizadas como as peritrofinas. Os nossos dados obtidos para aranhas e escorpiões em condições de alimentação e jejum indicam a expressão diferencial de uma série de proteínas, o que torna fundamental estudos de expressão em diferentes condições fisiológicas por qPCR. Aliados a estes dados, análises tecido específica, principalmente comparando a produção dos venenos e de enzimas digestivas em aranhas e escorpiões, serão extremamente informativos. Esta ampla quantidade de dados permite ainda análises estruturais e filogenéticas in silico auxiliando na compreensão da evolução da especificidade de enzimas e direcionar futuros estudos de evolução dirigida de proteínas com potencial aplicado, tornando estas enzimas mais eficientes para aplicação. (AU)