Proteômica mitocondrial de Drosophila melanogaster expressando a oxidase alternativa sob diferentes condições dietéticas

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Chioda, Marina Minari
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Mitocôndria; Oxidase Alternativa; Drosophila melanogaster; Proteômica; Fosforilação oxidativa; Mitochondria; Alternative oxidase; Proteomics; Oxidative phosphorylation
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/180961

O processo de fosforilação oxidativa mitocondrial ocorre pela ação coordenada de cinco complexos multienzimáticos que formam a cadeia respiratória mitocondrial. Disfunções nesses complexos podem levar à deficiência na produção de ATP, além de uma formação excessiva de espécies reativas de oxigênio, fatores que se relacionam a uma grande quantidade de doenças. A oxidase alternativa mitocondrial (AOX) fornece uma via alternativa ao transporte de elétrons na cadeia respiratória, pois possui a função de química redox semelhante aos complexos III e IV. Quando expressa e testada em mitocôndrias de Drosophila melanogaster, camundongos e células humanas em cultura, que naturalmente não possuem esta enzima, houve diminuição dos efeitos deletérios resultantes de disfunções mitocondriais, indicando o seu potencial uso terapêutico. Entretanto, AOX não bombeia prótons para o espaço intermembranas, e sua expressão portanto pode reduzir o potencial de membrana e estar associada a um déficit bioenergético. Isso sugere a necessidade de dietas ricas em nutrientes para que a produção de ATP fora da mitocôndria seja significativa e suficiente para o desenvolvimento correto de organismos-modelo expressando a AOX. Para testar tal hipótese, ensaios de desenvolvimento usando drosófilas expressando AOX foram realizados com dieta rica e restrita em nutrientes e verificou-se que em condição de restrição nutricional, as moscas apresentaram queda de cerca de 80% na taxa de emergência dos adultos. Para compreender os mecanismos moleculares envolvidos no fenótipo observado, investigamos o proteoma mitocondrial de pupas no estágio de pré-letalidade. Os dados obtidos de linhagens cultivadas em dieta rica em nutrientes mostram que enzimas relacionadas ao ciclo de Krebs e à oxidação de lipídeos estão superexpressas. Em combinação com a quantificação relativa do DNA mitocondrial, sugerimos que larvas expressando AOX possuem mais massa mitocondrial. Este mesmo padrão parece ser observado para moscas cultivadas em dieta restrita, indicando que AOX pode levar a um consumo mais proeminente, entretanto menos eficiente em termos bioenergéticos, dos estoques de lipídeos obtidos na fase de larva. Estes estoques podem ser insuficientes para a conclusão da metamorfose quando moscas AOX são submetidas a uma dieta restrita.