CARACTERIZAÃÃO BIOQUÃMICA E MOLECULAR DE UMA 2-CIS-PEROXIRREDOXINA DE FEIJÃO-DE-CORDA [Vigna unguiculata (L.) Walpers]

AUTOR(ES)
FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

22/02/2011

RESUMO

O feijÃo-de-corda [Vigna unguiculata (L.) Walpers] à uma das culturas de grande importÃncia para a regiÃo Nordeste, pois representa um dos constituintes bÃsicos da dieta de sua populaÃÃo. Embora a produÃÃo venha aumentando anualmente no paÃs, a cultura enfrenta diversos tipos de estresses de natureza biÃtica e abiÃtica. Durante condiÃÃes de estresses, espÃcies reativas de oxigÃnio (ROS) sÃo produzidas acima da condiÃÃo fisiolÃgica, como consequÃncia de alteraÃÃes do metabolismo. O acÃmulo de ROS, em vÃrios tecidos, à nocivo para Ãcidos nuclÃicos, proteÃnas e lipÃdeos. Sendo assim, a busca de mecanismos que atuem na remoÃÃo e controle da produÃÃo dessas espÃcies reativas à de fundamental importÃncia. O presente trabalho teve como objetivos purificar e caracterizar, nos seus aspectos bioquÃmicos, fisiolÃgicos e moleculares, uma enzima antioxidante de folhas de feijÃo-de-corda, denominada de 2-cis-peroxirredoxina, que atua reduzindo o perÃxido de hidrogÃnio (H2O2) e hidroperÃxidos de alquil, produzindo Ãgua ou Ãlcool, respectivamente. A 2-cis-peroxirredoxina purificada de folha de V. unguiculata, nomeada de Vu-2-cis-prx, foi obtida por fracionamento com sulfato de amÃnio (30-60%), cromatografia de afinidade em matriz de quitina e cromatografia de troca iÃnica em Resource Q. A Vu-2-cis-prx foi capaz de reduzir hidroperÃxidos usando o poder redutor do NADPH e do DTT com auxÃlio do sistema tioredoxina. Apresentou massa molecular de, aproximadamente, 44 kDa/46 kDa, determinada por SDS-PAGE e cromatografia de exclusÃo molecular em coluna Superose 12, respectivamente. Jà em condiÃÃes redutoras, apresentou massa molecular de 22 kDa, indicativo de se tratar de uma proteÃna homodimÃrica, formada pelo estabelecimento de pontes dissulfeto intermoleculares. A Vu-2-cis-Prx apresentou pI de cerca de 4,7 e a anÃlise por eletroforese bidimensional, com e sem DTT, revelou que a Vu-2-cis-Prx foi focalizada em vÃrios spots protÃicos, indicando diferentes estados de oxidaÃÃo. Sua sequÃncia N-terminal revelou haver similaridade de 96% com a peroxirredoxina de Phaseolus vulgaris e de Populus tricocarpa, e de 94% com aquelas de Vigna radiata, Pisum sativum, Ricinus cummunis e Nicitiana tabacum, alÃm de um resÃduo de cisteÃna altamente conservado na posiÃÃo 52 (Cys52). AnÃlises por ESI-Q-TOF MS/MS demonstrou massa molecular e pI de 28,622 kDa/5,18, respectivamente. O espectro de dicroÃsmo circular e desconvoluÃÃo em pH 7,0 revelaram que a estrutura secundÃria à composta de 7,6% de ?-hÃlice, 39% de folha-?, 22,1% de volta-?, e 31% de padrÃo nÃo ordenado. A Vu-2-cis-Prx se comportou estÃvel ao calor e apresentou temperatura de desnaturaÃÃo (Tm) de 74 ÂC. Apresentou, ainda, Ãtimo de atividade em pH 7.0 e mudanÃas estruturais e funcionais em pH 3 e 9. Vu-2-cis-Prx nÃo foi capaz de apresentar atividade antifÃngica contra Colletrotrichum gloeosporioides, contudo foi capaz de prevenir a degradaÃÃo de DNA plamidial por ROS (H2O2). Os transcritos de Vu-2-cis-Prx foram altamente expressos em raÃzes, caules e folhas e a sequÃncia de seu gene demonstrou 100% de homologia com os ESTs FG931548.1 e FG883990.1 de feijÃo-de-corda, depositados no NCBI. A sequÃncia putativa de aminoÃcidos revelou 2 resÃduos de cisteÃna conservados e diversos domÃnios tÃpicos de membros da subfamÃlia de 2-cis-peroxirredoxinas. Modelagem molecular da Vu-2-cis-Prx revelou que o resÃduo de cisteÃna que participa do sÃtio-redox, denominada de cisteÃna peroxidÃsica, està em um bolso no qual o solvente tem acesso, sendo formado por um motivo âloop-hÃliceâ. A Cys52 foi localizada na primeira volta da hÃlice rodeada pelos aminoÃcidos Pro45, Thr49 e Arg128, que sÃo conservados em todas as 2-cis-peroxirredoxinas. AlÃm disso, a Vu-2-cis-Prx se mostrou capaz de formar oligÃmeros com diferentes estados de oxidaÃÃo. Em suma, foi descrito aqui, pela primeira vez, a purificaÃÃo e caracterizaÃÃo de uma 2-cis-peroxirredoxina de feijÃo-de-corda que, semelhantemente a outros membros desta famÃlia, deve desempenhar papel crucial na protecÃÃo dos cloroplastos de plantas contra o estresse foto-oxidativo prevenindo, assim, danos ao aparato fotossÃntÃtico.

ASSUNTO(S)

vigna unguiculata feijÃo-de-corda - stress oxidativo feijÃo caupi - melhoramento genÃtico bioquimica vigna unguiculata 2-cis-peroxirredoxinas

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