Proteômica quantitativa no estudo das vias metabólicas de ácidos graxos e amido associada à capacidade de expansão de milho pipoca

Abstract

Resumo: O presente trabalho teve como objetivo realizar um estudo sobre a expressão diferencial de proteínas envolvidas nas vias metabólicas dos ácidos graxos e do amido, em duas linhagens de milho pipoca contrastantes quanto à capacidade de expansão (CE). Para tanto, foram conduzidas análises de proteômica quantitativa com marcação isobérica iTRAQ®, em frações dos grãos (embrião e endosperma) das linhagens de milho pipoca P11 (alta CE) e P16 (baixa CE), em duas épocas de coleta, 15º e 25º dias após a polinização (DPA). Também foram realizadas análises bioquímicas, no intuito de determinar a abundância dos ácidos graxos (AGs) e a composição do amido nas referidas linhagens e épocas de coleta, visando a verificar a importância de tais componentes sobre a CE. No total, foram identificadas 3.241 proteínas nos grãos das duas linhagens, com 867 expressas exclusivamente no embrião e 165 exclusivamente no endosperma, sendo 322 comuns às duas frações do grão. Dentre estas proteínas, 23 estão associadas com a via metabólica dos ácidos graxos e 27 à via metabólica do amido. As proteínas associadas aos AGs apresentaram maior abundância no embrião, principalmente as envolvidas no processo de dessaturação, como a estearoil-ACP desaturase e a ?-6 desaturase. A linhagem P11 demostrou-se precoce aos processos anabólicos, quando comparada com a linhagem P16, não interferindo no acúmulo de AGs totais entre as duas linhagens, porém contribuíram significativamente para as diferenças na composição do perfil lipídico, demonstrando que o AG poliinsaturado (PUFA) linolênico possa estar associado à qualidade da expansão no milho pipoca. Por outro lado, as proteínas envolvidas na via metabólica do amido apresentaram abudância diferencial entre as linhagens e épocas de coleta. Contudo, as diferenças na expressão não interferiram na composição final do amido, ou seja, nos teores de amilose e amilopectina, revelando, assim, que a contribuição para a CE, possivelmente, não se encontra associada quantitativamente aos componentes do amido. Portanto, conclui-se que as proteínas envolvidas na obtenção dos AGs poliinsaturados estão relacionadas à CE e a composição do amido não apresenta nenhuma interferência sobre essa característica

Abstract: The present work had as objective to carry out a study on the differential expression. of proteins involved in the metabolic pathways of fatty acids and starch, in two lines of contrasting popcorn about the expansion volume (EV). For this purpose, quantitative proteolytic analyzes with iTRAQ® isobaric marking were performed in grain fractions (embryo and endosperm) of P11 (high EV) and P16 (low EV) popcorn inbred lines at two collection times, 15° and 25° days after pollination (DPA), as well as biochemical analyzes were carried out to determine the abundance of fatty acids (FAs) and the composition of the starch in the said inbred lines and collection times in order to verify the importance of such components on the EV. In total, 3,241 proteins were identified in the grains of the two inbred lines, with 867 expressed exclusively in the embryo and 165 exclusively in the endosperm, 322 of which were common to the two grain fractions. Among these proteins, 23 are associated with the metabolic pathway of FAs and 27 the metabolic pathway of starch. Proteins associated to the FAs presented greater abundance in the embryo, especially those involved in the desaturation process, such as Stearoyl-ACP desaturase and ?-6 desaturase. The P11 inbred lines was shown to be precocious to the anabolic processes when compared to the P16 inbred lines and did not interfere in the accumulation of total FAs between the two inbred lines. However, they contributed significantly to the differences in lipid profile composition, demonstrating that polyunsaturated FAs (PUFA) may be associated with the quality of the expansion in popcorn. On the other hand, the proteins involved in the starch metabolic pathway presented differential abundance between the inbred lines and collection times. However, differences in expression did not interfere with the final composition of the starch, amylose and amylopectin contents, thus revealing that the contribution to the EV possibly is not quantitatively associated with the starch components. Therefore, it is concluded that the proteins involved in obtaining the polyunsaturated FAs are related to EV, and the starch composition does not present any interference on this characteristic