DESENVOLVIMENTO DE NOVAS METODOLOGIAS PARA A IDENTIFICAÇÃO DE PROTEÍNAS DURANTE O DESENVOLVIMENTO DE FRUTOS DO CAFÉ (COFFEA ARABICA L.)

Abstract

O café é uma das bebidas mais consumidas e um dos principais produtos agrícolas,comercializado mundialmente. A espécie Coffea arabica, preferível pelos agricultores, fornece grãos cuja bebida é reconhecida como de melhor qualidade pois constituí-se bioquimicamente de elevadas concentrações de carboidratos, lipídeos e trigonelina. O desenvolvimento e crescimento do fruto são caracterizados pela evolução dos tecidos embrionários e alterações bioquímicas, ilustrando a importância do seu estudo para melhor compreender as características finais dos grãos. O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma nova metodologia eficaz na identifcação do conteúdo protéico expresso no endosperma do fruto do café da espécie C. arabica var. IAPAR59 (I59) em diferentes estágios de maturação. A metodologia utilizada neste trabalho baseia-se na estratégia proteômica bottom-up, com digestão protéica, análises por cromatografia líquida em fase reversa e espectrometria de massa com interfaces on-line e off-line. O primeiro permitiu o assinalamento da estrutura primária completa de vinte e sete peptídeos que foram identificados por alinhamento semântico local (BLAST) e apresentaram homologia com quatro proteínas com função ainda desconhecida e nove proteínas com funções já descritas, dentre elas a globulina 11S e a dehydrina, envolvida na proteção osmótica das células vegetais. A interface on-line permitiu o assinalamento da estrutura primária de trinta e quatro peptídeos, dos quais treze deles correspondiam a proteínas com funções ainda desconhecidas, quatro com sequências ainda não descritas e quatorze proteínas com funções conhecidas expressas nos diferentes estágios de desenvolvimento. Diante do exposto, as técnicas utilizadas neste trabalho abrem boas perspectivas para uma melhor compreenção das alterações proteômicas que ocorrem durante os diferentes estágios de desenvolvimento e maturação dos grãos cafeeiros. Entretanto, ajustes metodológicos ainda se fazem necessários para permitir a identificação de um número maior de proteínas, especialmente aquelas em menor abundância.

The coffee in addition to being one of the most widely consumed beverages is a major agricultural product marketed worldwide. Preferred by farmers, the Coffea arabica species provides grain for a best quality beverage once they are composed biochemically of high concentrations of carbohydrates, lipids and trigonelline. The fruit growth and development are characterized by the development of embryonic tissues and biochemical changes, emphasizing the importance of its study to better understand the final characteristics of the grains. The aim of this study was to develop a new methodology effective in identifying the protein expressed in the endosperm of the coffee bean of C. arabica var. IAPAR59 (I59) in different stages of maturation. The methodology used was based on the bottom-up proteomics strategy, with protein digestion, and analysis by reverse phase liquid chromatography and by mass spectrometry interfaces online and offline. The first approach allowed the assignment of the complete primary structure of twenty-seven peptides that were identified by local semantic alignment (BLAST) that analysis showed homology with four proteins with yet unknown function and nine proteins with functions already described, among which the 11S globulin and dehydrin, involved in osmotic protection of plant cells. The online interface has allowed the primary structure assignment of thirty-four peptides and within those identified thirteen proteins remains with unknown function, four proteins which sequences has not been described previously and fourteen proteins with known functions expressed in different developmental stages. Given the above, the techniques used in this study offer good prospects for a better understanding of the proteomic changes that occur during different stages of development and maturation of coffee beans. However, further methodological adjustments are necessary to permit the identification of a much larger number of proteins, especially those of lower abundance.