Características estruturais e físicas de material biodegradável produzido a base de zeína e fibras de milho e bananeira

Pós-graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos - IBILCE

Evidence for a Cytoskeleton-Associated Binding Site Involved in Prolamine mRNA Localization to the Protein Bodies in Rice Endosperm Tissue1

Previous studies have demonstrated that the mRNAs encoding the prolamine and glutelin storage proteins are localized to morphologically distinct membranes of the endoplasmic reticulum (ER) complex in developing rice (Oryza sativa L.) endosperm cells. To gain insight about this mRNA localization process, we investigated the association of prolamine polysomes on the ER that delimit the prolamine protein bodies (PBs). The bulk of the prolamine polysomes were resistant to extraction by 1% Triton X-100 either alone or together with puromycin, which suggests that these translation complexes are anchored to the PB surface through a second binding site in addition to the well-characterized ribosome-binding site of the ER-localized protein translocation complex. Suppression of translation initiation shows that these polysomes are bound through the mRNA, as shown by the simultaneous increase in the amounts of ribosome-free prolamine mRNAs and decrease in prolamine polysome content associated with the membrane-stripped PB fraction. The prolamine polysome-binding activity is likely to be associated with the cytoskeleton, based on the association of actin and tubulin with the prolamine polysomes and PBs after sucrose-density centrifugation.

A novel cis-acting element, ESP, contributes to high-level endosperm-specific expression in an oat globulin promoter

To examine the genetic controls of endosperm (ES) specificity, several cereal seed storage protein (SSP) promoters were isolated and studied using a transient expression analysis system. An oat globulin promoter (AsGlo1) capable of driving strong ES-specific expression in barley and wheat was identified. Progressive 5' deletions and cis element mutations demonstrated that the mechanism of specificity in the AsGlo1 promoter was distinct from that observed in glutelin and prolamin promoters. A novel interrupted palindromic sequence, ACATGTCAT-CATGT, was required for ES specificity and substantially contributed to expression strength of the AsGlo1 promoter. This sequence was termed the endosperm specificity palindrome (ESP) element. The GCN4 element, which has previously been shown to be required for ES specificity in cereal SSP promoters, had a quantitative role but was not required for tissue specificity. The 960-bp AsGlo1 promoter and a 251-bp deletion containing the ESP element also drove ES-specific expression in stably transformed barley. Reporter gene protein accumulated at very high levels (10% of total soluble protein) in ES tissues of plants transformed with an AsGlo1:GFP construct. Expression strength and tissue specificity were maintained over five transgenic generations. These attributes make the AsGlo1 promoter an ideal promoter for biotechnology applications. In conjunction with previous findings, our data demonstrate that there is more than one genetically distinct mechanism by which ES specificity can be achieved in cereal SSP promoters, and also suggest that there is redundancy between transcriptional and post-transcriptional tissue specificity mechanisms in cereal globulin genes.

Construção de bibliotecas de cDNAs subtraídos a partir das sementes de Mamona submetidas à estresse hídrico e análise in silico de transcritos potencialmente expressos sob condições de estresse: Metalotioneina, proteína reprimida por auxina de 12.5 kDa e Glutelina tipo-A3

Estresses ambientais abióticos são fatores que causam respostas ao nível molecular, fisiológico e morfológico em plantas, dependendo também de sua intensidade e duração. É visto que algumas espécies apresentam tolerância a condições estressantes e ao mesmo tempo são fontes naturais de matéria prima para indústria. Nesse contexto encontra-se a mamona (Ricinus comunnis L.), principal fonte de óleo de rícino valorizado por suas aplicações farmacêuticas e principalmente industriais, vem sendo usada como cultura em regiões onde a disponibilidade de água é reduzida, usada como fonte de renda para agricultura da região nordeste brasileira. Visto que pouco se sabe sobre as respostas moleculares que levam essa planta a tolerar regiões secas e como as sementes, principais foco de interesse, respondem a essa escassez, nesse trabalho foram construídas duas bibliotecas de cDNAs, onde a partir de uma abordagem subtrativa, continham RNAs diferencialmente expressos em sementes de plantas mamona submetidas ao estresse hídrico durante 5 dias (biblioteca L7), e a outra RNAs diferencialmente expressos em sementes controle (biblioteca L5). A biblioteca L7 apresentou a maior variedade de transcritos com um total de 182. A maior parte das funções estabelecidas pelo sistema Gene Ontology - GO, foram direcionadas aos “Processos Metabólicos” (526), em segundo “Respostas a estímulos” (57), o terceiro termo mais abundante foram referentes a “Desenvolvimento”(26). Já na biblioteca L5, foram encontrados 91 transcritos, com maior parte de suas funções referentes a “Processos Metabólicos”(413), em segundo “Respostas a estímulos” (8) e em terceiro Regulação (6). Alguns dos transcritos da biblioteca L7 foram escolhidos para análise por repetirem-se mais de 3x e não aparecerem na biblioteca L5, o que indica uma possível regulação positiva sobre estresse. As análises sobre Metalotioneína (4x), mostraram que a sequência de proteica apresentava os domínios conservados que a caracterizava como tipo II, onde são encontrados dois domínios funcionais ricos em cisteína com posições altamente conservadas, desempenhando a função de ligar-se a metais pesados, correlacionadas assim como a atividade de eliminação EROs e defesa contra o estresse oxidativo, além de apresentar homologia com a sequência de Bruguiera gymnorhiza, uma planta de mangue adaptada a ambientes salinos. Analisamos também os transcritos da referente a proteína AUXIN-REPRESSED 12.5 KDA (3x), apontada como sendo reprimida pelo hormônio auxina e associada ao processo de dormência da semente, é descrito em uma família gênica onde vários membros pertencem as vias de resposta ao estresse. Por último, analisamos a proteína GLUTELIN TYPE-A 3 (5x), uma importante proteína de armazenamento com caráter hidrofílico, possivelmente direcionada para o vacúolo. Em nosso trabalho foi possível observar um aumento de transcritos em relação a subtração controle, possivelmente reflexo do aumento do metabolismo da semente, tanto para resposta defensiva ao estresse hídrico quanto para o amadurecimento rápido da semente onde foram observados transcritos referentes a resposta oxidativa, controle hormonal, proteínas de reserva e produção de óleo.

Feijões: características químicas e ocorrência de aflatoxinas

As leguminosas, como o feijão, são consideradas importantes fontes de nutrientes para humanos e a contaminação por fungos e consequente produção de micotoxinas pode estar diretamente influenciada pela sua composição química. Alguns compostos estão associados aos mecanismos de defesa das leguminosas atuando como inibidores de enzimas digestivas ou barreiras físicas à patógenos. É o caso dos compostos fenólicos (CF) e algumas estruturas de caráter proteico. O objetivo deste estudo foi verificar a susceptibilidade de feijões à contaminação por aflatoxinas (AFLAs), através da avaliação da presença de compostos inibidores de enzimas fúngicas. Foi realizada a validação de um método para determinação de AFLAs em feijão. Os CF livres (solúveis em metanol), conjugados (solúveis em etanol) e ligados, bem como as diferentes frações proteicas (albumina, globulina, glutelina e prolamina) foram determinadas em 10 amostras de feijão pertencentes às espécies Phaseolus vulgaris, Vigna unguiculata e Vigna angularis. O seu potencial como inibidor de α-amilase foi testado nos extratos fenólicos e protéicos. Os feijões vermelho e carioca apresentaram os maiores teores de CF totais (1766 µg.g -1 e 1190 µg.g -1 , respectivamente) e os feijões fradinho e branco os menores teores (183 µg.g -1 e 192 µg.g -1 ). Os extratos de CF conjugados apresentaram os teores mais elevados de AF, onde os feijões amendoim se destacou pela maior concentração (68 µg.g -1 ) e o feijão azuki pelo menor (28 µg.g -1 ). Nos extratos de CF livres e conjugados, o ácido clorogênico foi o majoritário em 60% dos feijões analisados e nos extratos de CF ligados, o ácido ferúlico foi o majoritário em 90% dos feijões analisados. Com relação às frações proteicas solúveis, o feijão carioca apresentou o maior teor de albumina (559 mg.g -1 ), globulina (164 mg.g -1 ) e glutelina (325 mg.g -1 ). Com relação à fração prolamina, o feijão preto (brasileiro e chinês) apresentou o maior teor (64 e 65 mg.g -1 , respectivamente), seguido pelo feijão carioca (54 mg.g -1 ). Os limites de detecção (LDm) obtidos para o método de determinação de AFLAs foram de 2,4 µg.kg-1 ; 0,036 µg.kg-1 e 0,06 µg.kg-1 para as AFLAs B1, B2 e G2 e os limites de quantificação (LQm) foram de 4,8 µg.kg-1 (AFLAB1); 0,12 µg.kg- 1 (AFLA B2 e G2). Não foram detectadas AFLAs B1, B2, G1 e G2 nos feijões analisados. Os CF dos extratos etanólicos dos feijões amendoim e azuki e os extratos contendo as proteínas solúveis em etanol dos feijões carioca e fradinho foram testados quanto ao seu potencial para inibição da α-amilase de Aspergillus oryzae (atividade de 4,8 mg amido hidrolisado.mg proteína-1 .mL-1 ). O extrato proteico do feijão fradinho se destacou, pois atingiu um percentual de inibição específica de aproximadamente 56%. Os CF apresentaram uma tendência à inibição incompetitiva e os extratos proteicos não apresentaram um comportamento de inibição que permitisse definir o mecanismo de inibição. Os extratos protéicos e fenólicos dos feijões mostraram ser capazes de inibir a amilase fúngica sugerindo que este fato pode estar associado a ausência da presença de AFLAs nas amostras analisadas.