Identificació i caracterització de proteïnes relacionades en l'acumulació de carotenoides en el fruit del tomàquet

Abstract

Els carotenoids són el major grup de pigments presents en la natura. Aquests compostos són molt apreciats al presentar la capacitat de prevenir malalties cardiovasculars, certs tipus de càncer i diversos processos degeneratius. Malgrat la necessitat d’aquests compostos els humans no són capaços de sintetitzar-los y s’han adquirir en la dieta. Essent el fruit del tomàquet la major font de carotenoids en la dieta occidental. El licopè i el β-carotè són els carotenoids que es produeixen en grans quantitats en el fruit del tomàquet al llarg del procés de maduració. L’acumulació de carotenoides provoca el característic color vermell del fruit i constitueix una de les principals característiques nutricionals del tomàquet madur. L’acumulació de licopè i β-caroteno se realitza dins d’un plast específic anomenat cromoplast. Actualment l’acumulació no ha estat extensivament estudiada, tot i que s’ha postulat que es realitza en entorns membranosos i mitjançat complexes lipoproteics (Vishnevetsky, et al. 1999). El coneixement dels mecanismes i proteïnes implicats en el procés és un dels passos claus per entendre l’acumulació i la informació pot ser utilitzada pera incrementar o modificar la quantitat de licopè i β-caroteno en el fruit, objectiu molt rellevant en els programes de millora del tomàquet. En aquest treball s’ha procedit a identificar i caracteritzar gens i proteïnes relacionades amb l’acumulació de carotenoids en el fruit de tomàquet des de dues aproximacions diferents. En la primera, es va determinar quins individus dins d’una població de línies de caràcter autofecunadatiu provinents del creuament dels tomàquet Solanum lycopersicum (Cv Money Maker) i Solanum pimpinellifollium presentaven nivells contrastants de carotenoids. Una cop detectades les línies contrastants, amb alts o baixos nivells de carotenoides, es van determinar quins eren els gens amb expressió diferencial en experiments de microarray, caracteritzant els més importants. I com a segona aproximació es va procedir a purificar, mitjançant tècniques proteòmiques, complexes lipoproteics i la posterior caracterització de las proteïnes detectades en ells.

Los carotenoides son el mayor grupo de pigmentos presentes en la naturaleza. Estos compuestos son muy apreciados ya que presentan la capacidad de prevenir enfermedades cardiovasculares, ciertos tipos de cáncer y diversos procesos degenerativos. A pesar de la necesidad de estos compuestos los humanos no son capaces de sintetizarlos y los deben adquirir por la dieta. Siendo el fruto de tomate la mayor fuente de carotenoides en la dieta occidental. El licopeno y β-caroteno son los carotenoides que se producen en mayores cantidades en el fruto del tomate durante el proceso de maduración. La acumulación de dichos compuestos provoca el característico color rojo del fruto y constituye una de las principales características nutricionales del tomate maduro. La acumulación de licopeno y β-caroteno se realiza dentro de un plasto específico llamado cromoplasto. Actualmente la acumulación no ha sido extensivamente estudiada, aunque se ha postulado que se realiza en entornos membranosos y mediante complejos lipoproteicos (Vishnevetsky et al. 1999). El conocimiento de los mecanismos y proteínas implicados en el proceso es unos de los pasos claves para entender la acumulación y la información puede ser usada para incrementar o modificar la cantidad de licopeno y β-caroteno en el fruto, objetivo muy relevante en los programas de mejora del tomate. En este trabajo se ha procedido a identificar y caracterizar genes y proteínas relacionadas con la acumulación de carotenoides en el fruto de tomate desde dos aproximaciones diferentes. En la primera aproximación, se determino que individuos en una población de líneas de carácter autofecunadativo provinentes del cruce de Solanum lycopersicum (Cv Money Maker) y Solanum pimpinellifollium presentaban niveles contrastantes de carotenoides. Una vez detectadas las líneas contrastantes, con altos o bajos niveles de carotenoides, se determinaron cuales eran los genes de expresión diferencial mediante experimentos de microarray, llegando a caracterizar las más importantes. Y Como segunda aproximación se procedió a purificar, mediante técnicas proteómicas, complejos lipoprotéicos i la posterior caracterización de las proteínas detectadas en los mismos.