Caracterização do metabolismo e interação de Herbaspirillum seropedicae com milho : I - Interatoma das proteínas PII de Herbaspirillum seropedicae. II - Avaliação do metabolismo oxidativo de milho inoculado com Herbaspirillum seropedicae

Abstract

RESUMO: A bactéria Herbaspirillum seropedicae possui a habilidade de colonizar os tecidos internos de plantas sem prejudica-las. Uma vez no interior da planta, pode reduzir o nitrogênio tmosférico a amônio, o qual é então incorporado à biomassa vegetal. Esses fatos conferem um grande potencial biotecnológico à essa bactéria como biofertilizante, o que desperta interesse no estudo do controle do metabolismo bacteriano de acordo com as condições ambientais de nitrogênio. O metabolismo de nitrogênio em Proteobactérias é controlado por um sistema complexo conhecido como Ntr (Nitrogen regularion System), no qual as proteínas da família PII desempenham um papel central como transdutoras de sinal, regulando diversas proteínas-alvo por meio de interações físicas. Essas proteínas são sensíveis as razoes de ATP/ADP e 2-oxoglutarato/glutamina, integrando informações moleculares cruciais para a regulação do metabolismo celular. Além de sua função inicialmente descrita na regulação do metabolismo de nitrogênio, estudos recentes têm sugerido um papel mais abrangente para as proteínas PII. No primeiro artigo desta tese, veremos a identificação de proteínas que interagem com a proteína PII de H. seropedicae, utilizando técnicas como cromatografia de afinidade combinada com espectrometria de massas. Dentre as proteínas identificadas três foram selecionadas para estudos de interação e regulação por PII, são elas: Trealose-6-fosfatase (OstB), Aspartato aminotransferase (AspC) e Fosfato acetiltransferase (Pta). O objetivo principal é compreender melhor a função regulatória dessas proteínas e identificar sua contribuição para uma variedade de aplicações biotecnológicas. Para isso foram realizadas análises cinéticas das enzimas na presença e ausência das proteínas PII modificadas e não modificadas e na presença dos efetores de PII. Para as enzimas AspC e OtsB, foi verificado que a proteína PII tem um poder inibitório sobre a atividade dessas enzimas na presença dos efetores ATP e ADP, e para a enzima PTA, foi observado que o 2/OG reverte a inibição pelo ATP. Para essas enzimas foi construído um modelo de interação com a proteína PII utilizando o programa AlphaFold. No segundo artigo, foi estabelecido um protocolo de inoculação de milho com H. seropedicae, demostrando sucesso da promoção do crescimento vegetal sob diferentes condições de nitrogênio. Os resultados sugerem que essa bactéria pode ser uma alternativa sustentável aos fertilizantes nitrogenados, contribuindo para reduzir custos e mitigar os impactos ambientais no setor agrícola