Regulação do acúmulo de mimosina em Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit e Mimosa bimucronata (DC.) Kuntze

Abstract

Ao longo de sua evolução as plantas desenvolveram estratégias estruturais e químicas de defesa em resposta aos estresses bióticos e abióticos impostos pelo ambiente. Dentre essas, são reconhecidas moléculas quimicamente especializadas denominadas metabólitos secundários, produtos naturais ou metabólitos especializados. Aminoácidos não proteicos (ANPs) são compostos nitrogenados que constituem, além de componentes do arsenal de defesa química vegetal, uma importante fonte de reserva de carbono e nitrogênio para diversos taxa, especialmente aqueles pertencentes à família Fabaceae de Angiospermas. Esse grupo de moléculas quimicamente heterogêneo é assim definido por não participar da formação de estruturas proteicas funcionais, sendo frequentemente tóxicos quando erroneamente incorporados nas cadeias polipeptídicas em formação, em função da similaridade estrutural que apresentam com os aminoácidos proteicos. Sob o ponto de vista de defesa vegetal, como clássicos metabólitos especializados, ANPs são, em sua maioria, passíveis de indução por estresses de natureza biótica e/ou abiótica, como o ataque de herbívoros, exposição à radiação UV, e aplicação exógena de elicitores químicos, por exemplo. O objetivo da presente tese foi investigar o papel biológico da mimosina endógena em Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit (leucena) e Mimosa bimucronata (DC.) Kuntze (maricá), a partir da avaliação do efeito de tratamentos relacionados ao estresse abiótico (UV-C, ácido salicílico, metil jasmonato e etileno). Mimosina é um ANP aromático, análogo da L-tirosina, com atividade tóxica para células de procariotos e eucariotos. Dentre as atividades descritas para esse ANP, destacam-se a atividade anti-mitótica ou 'bloqueadora' do ciclo celular, atividade alelopática e antioxidante. Os resultados indicaram que em leucena, a biossíntese e o acúmulo de mimosina podem ser modulados por fatores causadores de estresses, exibindo um padrão de acumulação similar ao das fitoalexinas. Em maricá, por outro lado, a indução do acúmulo dessa molécula não foi observada para os mesmos tratamentos testados para leucena, o que sugere um perfil de acumulação similar ao das fitoanticipinas. Além disso, o padrão de expressão gênica observado nas plantas de leucena estressadas com etileno sugere que o controle steady-state da mimosina pode ser, pelo menos em parte, regulado pela sua degradação. As respostas observadas nos testes que avaliaram a atividade de mitigação de espécies reativas de oxigênio por mimosina sugerem que essa molécula pode agir como um agente antioxidante não-enzimático em plantas de leucena em situação de estresse.