Isolamento, caracterização e expressão em sistema bacteriano de um gene que codifica uma proteína transportadora de lipídeos de Piper nigrum

A pimenteira-do-reino (Piper nigrum L.) constitui uma das espécies de pimenta mais amplamente utilizadas no mundo, pertencendo à família Piperaceae, a qual compreende cerca de 1400 espécies distribuídas principalmente no continente americano e sudeste da Ásia, onde esta cultura originou. A pimenteira-do-reino foi introduzida no Brasil no século XVII, e tornou-se uma cultura de importância econômica desde 1933. O Estado do Pará é o principal produto brasileiro de pimenta-do-reino, contudo sua produção vem sendo afetada pela doença fusariose causada pelo fungo Fusarium solani f. sp. piperis. Estudos prévios revelaram a identificação de sequencias de cDNA diferencialmente expressas durante a interação da pimenteira-do-reino com o F. solani f. sp. piperis. Entre elas, uma sequencia de cDNA parcial que codifica para uma proteína transportadora de lipídeos (LTP), a qual é conhecida por seu importante papel na defesa de plantas contra patógenos e insetos. Desta forma, o objetivo principal deste trabalho foi isolar e caracterizar as sequencias de cDNA e genômica de uma LTP de pimenteira-do-reino, denominada PnLTP. O cDNA completo da PnLTP isolado por meio de experimentos de RACE apresentou 621 bp com 32 pb and 235 bp nas regiões não traduzidas 5‘ e 3‘, respectivamente. Este cDNA contem uma ORF de 354 bp codificando uma proteína deduzida de 117 resíduos de aminoácidos que apresentou alta identidade com LTPs de outras espécies vegetais. Análises das sequencias revelou que a PnLTP contem um potencial peptídeo sinal na extremidade amino-terminal e oito resíduos de cisteína preditos por formar quatro pontes de dissulfeto, as quais poderiam contribuir para a estabilidade desta proteína. O alinhamento entre as sequencias de cDNA e genômica revelou a ausência de introns na região codificante do gene PnLTP, o que está de acordo ao encontrado em outros genes de LTPs de plantas. Por último, a PnLTP madura foi expressa em sistema bacteriano. Experimentos adicionais serão realizados com o objetivo de avaliar a habilidade da PnLTP recombinante em inibir o crescimento do F. solani f. sp. piperis.

ABSTRACT: Black pepper (Piper nigrum L.) is one of the most widely used spices in the world belonging to the Piperaceae family, which comprises about 1400 species distributed mainly in the American tropics and Southern Asia, where this crop originated. Black pepper was introduced in Brazil in the 17th century and has been a nationally important crop since 1933. The Pará State is the main Brazilian producer of black pepper; however, the spice‘s production has been damaged by the root rot disease caused by Fusarium solani f. sp. piperis. Previous studies have revealed the identification of some cDNA sequences differentially expressed during compatible black pepper - F. solani f. sp. piperis interaction. Among them, a partial cDNA sequence coding for a putative Lipid transfer protein (LTP), which is know to play important roles in plant defense against insects and pathogens. Therefore, the aim of this work was to isolate and characterize the full-length cDNA and genomic sequences of black pepper LTP, named PnLTP. The PnLTP full-length cDNA isolated by RACE assays showed 621 bp with 32 bp and 235 bp non-coding sequences at the 5‘ and 3‘ ends, respectively. This cDNA contains a 354-bp ORF coding for a deduced protein with 117 amino acid residues that showed high identity with LTPs from different crops. Sequence analysis revealed that PnLTP contains a putative peptide signal at amino-terminal and eight cysteine residues predicted to form four disulfide bridges, which could contribute to protein stability. Alignment between genomic and cDNA sequences revealed no introns within PnLTP coding region, that is in accordance with other LTP plant genes. Finally, the mature PnLTP was expressed in bacteria system. Additional experiments will be performed in order to evaluate the ability of recombinant PnLTP in inhibit the F. solani f. sp. piperis growth.