Interação do proteoma e metaboloma durante o desenvolvimento de frutos de Caryocar brasiliense Camb. e Annona crassiflora Mart.
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Universidade Federal de Lavras
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Escola de Ciências Agrárias de Lavras - ESAL
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos
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Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior- Capes
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Áreas Temáticas da Extensão
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
O Cerrado brasileiro é um bioma rico em espécies frutíferas exóticas, como o pequi (Caryocar brasiliense Camb.) e o marolo (Annona crassiflora Mart.). Para elucidar mecanismos moleculares adjacentes ao desenvolvimento e amadurecimento desses frutos em quatro estádios, foram analisadas a proteômica (UPLC-MS) e um conjunto de metabólitos: vitamina C e carotenoides totais (métodos espectrofotométricos), compostos orgânicos voláteis (HS-SPME- GC-MS) e o perfil de alcaloides e compostos fenólicos (HPLC). No pequi, 234 proteínas foram identificadas e 47 metabólitos foram quantificados. Os resultados indicam que os fatores de transcrição mais influentes atuantes na regulação do amadurecimento são membros da família MAD-box. Proteínas relacionadas ao ciclo da metionina indicaram o alto consumo e reciclagem de metionina. Diferentes proteínas foram correlacionadas com a presença dos metabólitos, como a monodesidroascorbato redutase e a ascorbato peroxidase na reciclagem do ácido ascórbico; piruvato quinase, frutose bisfosfato aldolase e fitoeno sintase com biossíntese de carotenoides; S-adenosilmetionina sintase 1 como doadora de grupos metil na formação de trigonelina. A álcool desidrogenase, enzima fundamental na síntese de ésteres voláteis, aumentou em 7,2 vezes durante o desenvolvimento. No marolo, 993 proteínas foram identificadas e 45 metabólitos foram quantificados. No início do desenvolvimento há uma maior presença de proteínas ribossômicas, transcricionais e pós-traducionais. Foram identificadas as famílias de fatores de transcrição GATA, MADS-Box, MYB, F-box e HD-Zip, que são prováveis coordenadoras dos processos biológicos do marolo. No estádio maduro, há um aumento no acúmulo de celulases, e o sistema antioxidante apresentou um comportamento majoritariamente constante. Portanto, um extenso grupo de proteínas e alguns metabólitos podem servir como biomarcadores de diferentes processos biológicos ou rotas biossintéticas no pequi e marolo.
Abstract
The Brazilian Cerrado is a biome rich in exotic fruit species, such as pequi (Caryocar brasiliense Camb.) and marolo (Annona crassiflora Mart.). To elucidate molecular mechanisms underlying the development and ripening of these fruits in four stages, proteomics (UPLC-MS) and a set of metabolites were analyzed: vitamin C and total carotenoids (spectrophotometric methods), volatile organic compounds (HS-SPME-GC-MS) and the profile of alkaloids and phenolic compounds (HPLC). In pequi, 234 proteins were identified and 47 metabolites were quantified. The results indicate that the most influential transcription factors acting in the regulation of ripening are members of the MAD-box family. Proteins related to the methionine cycle indicated high methionine consumption and recycling. Different proteins were correlated with the presence of metabolites, such as monodehydroascorbate reductase and ascorbate peroxidase in the recycling of ascorbic acid; pyruvate kinase, fructose bisphosphate aldolase and phytoene synthase with carotenoid biosynthesis; S adenosylmethionine synthase 1 as a donor of methyl groups in the formation of trigonelline. Alcohol dehydrogenase, a fundamental enzyme in the synthesis of volatile esters, increased 7.2-fold during development. In the marolo, 993 proteins were identified and 45 metabolites were quantified. At the beginning of development there is a greater presence of ribosomal, transcriptional and post-translational proteins. The families of transcription factors GATA, MADS-Box, MYB, F-box and HD-Zip were identified, which are likely coordinators of the biological processes of the marolo. In the mature stage, there is an increase in the accumulation of cellulases, and the antioxidant system showed a mostly constant behavior. Therefore, a large group of proteins and some metabolites can serve as biomarkers of different biological processes or biosynthetic pathways in pequi and marolo.
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COSTA, Carlos Alexandre Rocha. Interação do proteoma e metaboloma durante o desenvolvimento de frutos de Caryocar brasiliense Camb. e Annona crassiflora Mart. 38 p. Tese (Doutorado em Ciências dos Alimentos) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2024.