Un rol biologico propuesto para las misteriosas polifenol oxidasas vegetales / Briardo Ernesto Llorente ; director : Mirtha Maria Flawia.

Format:

Book

Author/Creator:

Llorente, Briardo Ernesto.

Contributor:

Flawia, Mirtha Maria, dir.

Language:

Spanish

Subjects (All):

Bioquimica.

Biochemistry.

Local Subjects:

Bioquimica.

Biochemistry.

Physical Description:

88 p.

Place of Publication:

Buenos Aires, Argentina : Universidad de Buenos Aires, 2010.

Summary:

Las polifenol oxidasas [PPO; EC (Enzyme Commission) 1.14.18.1 o EC 1.10.3.1] son ciertamente enzimas muy intrigantes. A pesar de haber sido estudiadas durante decadas y ser sus reacciones cataliticas ampliamente conocidas, no ha sido posible asignarles una localizacion precisa dentro de ninguna ruta metabolica. Aun mas notable es que, incluso luego de mas de 110 anos de investigacion transcurridos desde su descripcion inicial en 1896, su funcion biologica es todavia un misterio. Las PPO son enzimas plastidicas ubicuas en vegetales que catalizan la conversion oxigeno-dependiente de fenoles a quinonas. Los sustratos fenolicos de PPO se localizan en la vacuola y entran en contacto con la misma cuando se producen danos en la compartimentacion intracelular. Las quinonas formadas por la actividad de PPO son especies altamente reactivas, capaces de reaccionar con virtualmente todos los componentes celulares. Estas conducen a la formacion y precipitacion de polimeros oscuros similares a la melanina, un fenomeno conocido con el nombre de pardeamiento enzimatico. Este fenomeno es responsable de cuantiosas perdidas economicas en el mercado de frutos y vegetales y, actualmente, solo puede ser parcialmente controlado mediante el uso de aditivos potencialmente daninos para la salud humana. Con el proposito de contribuir al entendimiento del rol biologico y la evolucion de estas enzimas, y a su vez generar un cultivo exento del deterioro oxidativo mediado por PPO, diversas lineas transgenicas (-PPO) de papa (Solanum tuberosum) con reducida actividad PPO fueron obtenidas mediante ingenieria genetica y caracterizadas tanto a nivel fisiologico como molecular. El cultivo de papa fue elegido como modelo para este trabajo por ser el tercer cultivo de mayor consumo en el mundo y una de las alternativas principales para suplir las proximas necesidades alimentarias de la creciente poblacion mundial. Considerando la relevancia intelectual y economica de estas enzimas, esta tesis trata tanto con aspectos biologicos como practicos del estudio de las PPO. Un exhaustivo analisis de seguridad revelo que las papas -PPO son seguras para el consumo, si bien son metabolicamente diferentes a sus parentales silvestres (WT, de sus siglas en ingles Wild Type). Este estudio instauro el debate sobre la relevancia de los conceptos actualmente utilizados para la evaluacion de la seguridad de cultivos transgenicos. En esta linea, diversos estudios sensoriales realizados en ratones y humanos revelaron que, ademas de su vida util mas prolongada, los tuberculos -PPO poseen mejoras organolepticas. Esta serie de estudios representaron el primer ejemplo exitoso de la aplicacion de un modelo animal y paradigmas neurobiologicos en el estudio de un cultivo geneticamente modificado. Paralelamente, experimentos con patogenos e insectos fueron llevados a cabo para explorar las potenciales implicancias de PPO en los procesos de resistencia a estres biotico. El desarrollo de un nuevo metodo para estudiar la enfermedad mas devastadora del cultivo de papa, el tizon tardio, causado por el oomiceto Phytophthora infestans, permitio identificar que las plantas -PPO son mas resistentes a este patogeno mediante mecanismos que parecen involucrar la participacion de compuestos fenolicos. Inversamente, experimentos realizados con el insecto plaga Cyclocephala signaticollis mostraron que los tuberculos -PPO eran consumidos en una mayor proporcion que los tuberculos WT por este coleoptero. A su vez, los analisis filogeneticos sugieren que las PPO vegetales fueron adquiridas por transferencia genica horizontal a partir de bacterias como una adaptacion de las plantas primitivas al ambiente terrestre. En conjunto, estos estudios anaden una pequena pero importante contribucion a la comprension de la evolucion y la funcion biologica de las enzimas PPO que podria ser util para el futuro desarrollo de nuevos cultivos mejorados. Finalmente, y probablemente el aspecto mas interesante de esta tesis, es que, de la sintesis de los experimentos realizados durante el transcurso de este estudio, ha emergido una hipotesis que propone por primera vez una sugestiva explicacion sobre el rol biologico de las PPO vegetales como parte de un sistema de defensa contra la depredacion. El modelo propuesto aporta una explicacion para el mecanismo de accion de PPO que es coherente con las evidencias evolutivas y, a su vez, permite interpretar una serie de intrigantes resultados previamente reportados por otros grupos de investigacion.

Notes:

Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el area de Quimica Biologica.

OCLC:

820821379