La biosíntesis de Piceatannol a partir de Resveratrol en la vid puede ser mediada por la actividad de -hidroxilación dependiente de Cresolasa de la oxidasa de polifenoles
Autores: Martínez-Márquez, Ascensión; Selles-Marchart, Susana; Nájera, Hugo; Morante-Carriel, Jaime; Martínez-Esteso, Maria J.; Bru-Martínez, Roque
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
La biosíntesis de Piceatannol a partir de Resveratrol en la vid puede ser mediada por la actividad de -hidroxilación dependiente de Cresolasa de la oxidasa de polifenoles
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Piceatannol
Resveratrol
Biosíntesis
Hidroxilación
Reacciones enzimáticas
PPO
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
El piceatannol es un análogo hidroxilado que ocurre de forma natural del fitoalexina estibeno resveratrol que se puede encontrar en la fruta de la uva y productos derivados. El piceatannol ha despertado un gran interés ya que se ha demostrado que supera algunas propiedades beneficiosas para la salud humana del resveratrol, incluyendo la actividad antioxidante, varias actividades farmacológicas y también la biodisponibilidad. La vía biosintética de piceatannol en las plantas aún se comprende poco, lo que representa un obstáculo para el desarrollo de estrategias tanto de defensa vegetal como de bioproducción. Las cultivos celulares de cv. Gamay, cuando se estimulan con dimetil-beta-ciclodextrina (MBCD) y jasmonato de metilo (MeJA), conducen a grandes aumentos en la acumulación de resveratrol, y después de 120 horas de estimulación, también se detecta piceatannol debido a la hidroxilación regioespecífica del resveratrol. Por lo tanto, debe participar una -hidroxilasa en la biosíntesis de piceatannol. En este estudio, se han probado tres tipos posibles de reacciones enzimáticas de hidroxilación del resveratrol, específicamente, una reacción catalizada por una hidroxilasa de citocromo P450 dependiente de NADPH, una dioxygenasa dependiente de 2-oxoglutarato y la -hidroxilación, similar a la actividad cresolasa de la oxidasa de polifenoles (PPO). En comparación con las actividades de la hidroxilasa P450 y la dioxygenasa, la PPO mostró la mayor actividad específica detectada ya sea en el extracto crudo, la fracción particulada o la fracción soluble obtenida de cultivos celulares estimulados con MBCD y MeJA durante 120 horas. El rendimiento total de la actividad de PPO presente en el extracto crudo (107.42 EU) se distribuyó principalmente en la fracción soluble (66.15 EU) en lugar de en la fracción particulada (3.71 EU). Así, se llevó a cabo una purificación parcial de la fracción soluble mediante precipitación con sulfato de amonio, diálisis y cromatografía de intercambio iónico. La fracción soluble se precipitó con un 80% de sulfato de amonio y las fracciones cromatográficas también mostraron altos niveles de actividad de PPO, y la presencia de la proteína PPO fue confirmada por Western blot y LC-MS/MS. Además, se llevó a cabo una caracterización cinética de la actividad cresolasa de la PPO parcialmente purificada para el sustrato de resveratrol, incluyendo los parámetros Vmax y Km. El valor de Km fue 118.35 +/- 49.84 uM, y el valor de Vmax fue 2.18 +/- 0.46 umol min mg.
Descripción
El piceatannol es un análogo hidroxilado que ocurre de forma natural del fitoalexina estibeno resveratrol que se puede encontrar en la fruta de la uva y productos derivados. El piceatannol ha despertado un gran interés ya que se ha demostrado que supera algunas propiedades beneficiosas para la salud humana del resveratrol, incluyendo la actividad antioxidante, varias actividades farmacológicas y también la biodisponibilidad. La vía biosintética de piceatannol en las plantas aún se comprende poco, lo que representa un obstáculo para el desarrollo de estrategias tanto de defensa vegetal como de bioproducción. Las cultivos celulares de cv. Gamay, cuando se estimulan con dimetil-beta-ciclodextrina (MBCD) y jasmonato de metilo (MeJA), conducen a grandes aumentos en la acumulación de resveratrol, y después de 120 horas de estimulación, también se detecta piceatannol debido a la hidroxilación regioespecífica del resveratrol. Por lo tanto, debe participar una -hidroxilasa en la biosíntesis de piceatannol. En este estudio, se han probado tres tipos posibles de reacciones enzimáticas de hidroxilación del resveratrol, específicamente, una reacción catalizada por una hidroxilasa de citocromo P450 dependiente de NADPH, una dioxygenasa dependiente de 2-oxoglutarato y la -hidroxilación, similar a la actividad cresolasa de la oxidasa de polifenoles (PPO). En comparación con las actividades de la hidroxilasa P450 y la dioxygenasa, la PPO mostró la mayor actividad específica detectada ya sea en el extracto crudo, la fracción particulada o la fracción soluble obtenida de cultivos celulares estimulados con MBCD y MeJA durante 120 horas. El rendimiento total de la actividad de PPO presente en el extracto crudo (107.42 EU) se distribuyó principalmente en la fracción soluble (66.15 EU) en lugar de en la fracción particulada (3.71 EU). Así, se llevó a cabo una purificación parcial de la fracción soluble mediante precipitación con sulfato de amonio, diálisis y cromatografía de intercambio iónico. La fracción soluble se precipitó con un 80% de sulfato de amonio y las fracciones cromatográficas también mostraron altos niveles de actividad de PPO, y la presencia de la proteína PPO fue confirmada por Western blot y LC-MS/MS. Además, se llevó a cabo una caracterización cinética de la actividad cresolasa de la PPO parcialmente purificada para el sustrato de resveratrol, incluyendo los parámetros Vmax y Km. El valor de Km fue 118.35 +/- 49.84 uM, y el valor de Vmax fue 2.18 +/- 0.46 umol min mg.