Metabolismo de naringenina em Herbaspirillum seropedicae SmR1

Abstract

Resumo: Herbaspirillum seropedicae é uma bactéria diazotrófica que se associa endofiticamente com gramíneas de interesse comercial. Alguns genes de H. seropedicae têm a sua expressão regulada por naringenina, um flavonóide que pode ser liberado pela planta durante a interação com a bactéria. H. seropedicae possui um operon chamado de fde envolvido na degradação de naringenina. Este operon é composto por dez genes e sua transcrição é ativada pelo regulador transcricional FdeR, que é transcrito na direção oposta ao operon, e naringenina, crisina, luteolina e apigenina ativam a sua transcrição. Através de estudos de calorimetria de titulação isotérmica foram obtidas as constantes de afinidade entre FdeR e os flavonóides naringenina ou crisina que mostraram que FdeR tem maior afinidade por naringenina. Devido a sua similaridade com proteínas NodD de rizóbios, FdeR foi testada quanto a sua capacidade de induzir a transcrição do operon nodABC de Rhizobium sp. NGR234, e quanto a sua capacidade de desencadear o processo de nodulação em Macroptilium atropurpureum (siratro) e Vigna unguiculata (feijão-de-corda). Os resultados mostraram que FdeR ativa parcialmente a transcrição de nodABC, porém não é capaz de induzir a formação de nódulos em estirpes mutantes nodD- de Rhizobium sp. NGR234, provavelmente porque outras proteínas Nod são necessárias para a correta formação dos nódulos radiculares, proteínas estas não expressas por FdeR.. A estirpe selvagem SmR1 de H. seropedicae utiliza naringenina como fonte única de carbono. Mutações em fdeR e fdeE eliminam a capacidade desta bactéria em utilizar naringenina como sua única fonte de carbono. A mutação em fdeA reduz a velocidade de degradação de naringenina substancialmente. Moléculas originadas do catabolismo da naringenina pela estirpe selvagem SmR1 foram identificadas por espectrometria de massas, permitindo propor uma via de degradação de naringenina em H.seropedicae. Neste microrganismo, o metabolismo da naringenina parece seguir quatro rotas distintas: (I) transformação em quercetina; (II) glicosilação; (III) clivagem do anel C; (IV) metoxilação. Considerando-se os metabólitos encontrados, e o fato de que as estirpes SmR1 (selvagem), DR2 (fdeR-) e AMM1 (fdeA-) utilizam quercetina como fonte de carbono, foi possível propor uma via de degradação para a quercetina. Uma vez que esta bactéria se associa com plantas, onde ocorre a biossíntese de flavonoides, e que estes compostos estão envolvidos no mecanismo de defesa da planta, possivelmente a degradação dos mesmos esteja associada a um mecanismo de detoxificação.