Análise proteômica de Qualea grandiflora Mart. (Vochysiaceae) em resposta ao alumínio

Abstract

A presença do alumínio trivalente (Al3+) em solos ácidos representa um dos principais problemas para o desenvolvimento de cultivares em todo o mundo. Contudo, essa é uma característica comum nos solos do Cerrado. Além disso, no Cerrado existem muitas espécies que, além de não sofrer com a presença do Al, podem acumular grandes quantidades desse metal. Um exemplo desse tipo de plantas é a Qualeagrandiflora, que se destaca por ser uma das espécies acumuladoras mais abundantes do Cerrado e pode acumular até 5 g de Al.Kg-1 em matéria seca. No entanto, os mecanismos envolvidos nesse processo ainda são pouco conhecidos. Assim, uma análise proteômica foi utilizada no presente estudo com o objetivo de identificar e quantificar proteínas responsivas ao Al, no intuito de fornecer uma melhor compreensão dos mecanismos moleculares envolvidos em resposta a este metal. Para isso, plantas de Q. grandifloraforam crescidas com Al ou sem (controle) durante um período de 90 dias. Subsequentemente, proteínas totais foram extraídas a partir de raízes das plantas de cada condição e, em seguida, analisadas por meio de técnicas proteômicas sem marcação (labelfree) associadas à cromatografia líquida acoplada a um espectrômetro de massas do tipo LTQ-Orbitrap Elite (LC-MS/MS). O presente estudo identificou um total de 2520 proteínas, dentre as quais 410 foram diferencialmente abundantes em raízes de Q. grandiflora em resposta ao Al (274 reguladas positivamente e 136 reguladas negativamente). Essas proteínas diferencialmente abundantes foram associadas a diversos processos biológicos, bem como muitas vias metabólicas. Os principais processos biológicos foram relacionados a processos de oxirredução, metabolismo de carboidratos, catabolismo de substâncias orgânicas entre outros. Além disso,o Al desempenhou papéis ativos na regulação de vias de sinalização relacionadas ao metabolismo deglioxilato, fosforilação oxidativa, degradação de ácidos graxos, metabolismo nucleotídico, atividade ribossomal e metabolismo de aminoácidos. Adicionalmente, os resultados obtidos fornecem um extenso conjunto de dados de proteínas reguladas pelo Al em plantas de Q. grandiflora, que podem ajudar a elucidar os mecanismos do metabolismo em resposta ao Al nesta planta nativa acumuladora. Além disso, as informações aqui reunidas abrem a possibilidade de produzir plantas cultivadas mais tolerantes ao Al por meio de eventuais novas proteínas e genes que podem ser encontrados nesta planta.