Progesterona, estrógenos e andrógenos em plantas, uma revisão crítica e evolução molecular do receptor de progesterona associado à membrana (MAPR) em plantas, um estudo inicial

Abstract

Este trabalho de pesquisa se dedicou ao estudo de esteroides estrógenos, andrógenos e progesterona em organismos vegetais. Divide-se em dois capítulos nos quais é apresentado o desenvolvimento da pesquisa. No primeiro capítulo, além de sintetizar informações de ação fisiológica e rota biossintética em uma revisão bibliográfica, o objetivo foi traçar um panorama sobre a presença destes esteroides em plantas, a partir dos dados disponíveis de pesquisas que utilizaram metodologias de detecção e identificação química destas substâncias. No segundo capítulo, estudamos genes que codificam uma família de proteínas de ligação a esteroides (MAPR), descritas para diversos eucariotos e presente em plantas, com objetivo de traçar um panorama evolutivo desta família gênica nos clados vegetais e levantar pistas de sua natureza funcional. A partir das estratégias de revisão bibliográfica empregadas, foi possível reunir informações sobre a importância destes esteroides no desenvolvimento primário e reprodutivo de plantas, além da sua influência no metabolismo de tolerância às condições de estresse abiótico destes organismos. Dentro dos limites de abrangência taxonômica dos dados de detecção e identificação coletados, progesterona, estrógenos e andrógenos parecem estar presentes em grande parte das angiospermas (Magnoliophyta) e há indícios de que possa estar presentes em outros grupos de plantas terrestres como Monilophyta e Pinophyta. Se considerarmos as proteínas de ligação MAPR de plantas como indicadores da presença e sinalização endógena de esteroides, além de endossar a sua ocorrência nos clados já citados, evidencia, também, a presença destes esteroides nas plantas terrestres a partir de Marchantiophyta e Bryophyta. Os resultados das reconstruções filogenéticas revelam que entre as homologias desta família gênica, há divergências exclusivas dentro dos clados de plantas verdes. Três agrupamentos foram revelados nas MAPR de Viridiplantae (Grupo A1 e A2 e Grupo B) e a distribuição no número de cópias foi diferente entre clados distintos. A natureza bem conservada das sequências de aminoácidos desta família gênica e pouco acúmulo de variações e pode indicar uma forte pressão seletiva para a manutenção dos domínios e, possivelmente, das funções dependentes destes domínios conservados. Este trabalho, no intuito de contribuir para o estudo destas substâncias em plantas, oferece uma visão inicial, mais geral, para que possamos traçar hipóteses para novos estudos, necessários para compreender melhor o papel destas proteínas MAPR em plantas e sua relação com as funções fisiológicas da progesterona e outros esteroides nestes organismos.

This research effort was focused on studying estrogen, androgen and progesterone steroids in plant organisms. It is divided into two chapters in which are presented the development of the research. The objective of the first chapter was to synthesize information about the physiological action and biosynthetic pathways of these steroids in plants, and to provide an overview of the presence of these steroids in plants from the available research data on chemical detection and identification for these substances on plant tissues. In the second chapter, we study genes encoding a family of steroid-binding proteins (MAPRs), described for several eukaryotes and present in plants, in order to draw an evolutionary picture of this gene family in plant clades and to raise clues to its functional nature. From the literature review strategies employed, it was possible to gather information about the importance of these steroids on the primary and reproductive development of plants, in addition to their influence on abiotic stress tolerance metabolism. Within the taxonomic range of the detection and identification data collected, progesterone, estrogens and androgens, appear to be present in most angiosperms (Magnoliophyta) and there is evidence that they might be present in other terrestrial plant groups such as Monilophyta and Pinophyta. If we consider plant MAPR proteins as indicators of the presence and endogenous signaling of steroids, besides endorsing this occurrence in the clades already mentioned, it would also evidence their presence in land plants from Marchantiophyta and Bryophyta. The results of phylogenetic reconstructions revealed deep homology among the proteins in this gene family, our results corroborated previous findings for the evolution of this family and also highlighted unique divergences within the green plant clades. Three clusters were found in Viridiplantae MAPRs (Group A1 and A2 and Group B) and the distribution of copy numbers was different between distinct clades. The low support of some tree branches and polytomies resulting from our phylogenetic reconstructions highlight the well-conserved nature of the amino acid sequences of this gene family.This low maintenance of mutations may indicate selective pressure to maintain the domains and possibly the functions dependent on these conserved domains. This work, in order to contribute to the study of these substances in plants, provides an initial overview so that we can draw hypotheses for further studies, necessary to better understand the role of these MAPR proteins in plants and their relationship to the physiological functions of progesterone and other steroids in these organisms.