PROTEÍNA PR-4 DE PIMENTEIRA-DO-REINO (Piper nigrum L.):
EXPRESSÃO HETERÓLOGA EM SISTEMA BACTERIANO E AVALIAÇÃO
FUNCIONAL
Pimenteira do Reino , PnPR-4, Proteína Recombinante, Quitinase, PR-
4.
Proteínas Relacionadas à Patogênese (PR) são induzidas em resposta ao ataque de
patôgenos. Proteínas PR são agrupadas em 17 famílias, PR-1 a PR-17. Atividades
antifúngicas e enzimáticas foram descritas para algumas dessas proteínas. Entre elas, a
família PR-4 compõe as classes I e II de quitinases de plantas. Um clone de cDNA que
codifica uma PR-4 da classe II, nomeada PnPR-4, foi isolado, em estudos anteriores, de
Piper nigrum L. (pimenteira do reino). Esta é uma importante cultura para Brasil,
principalmente no estado do Pará, no entanto sua produção tem diminuído devido à
doença conhecida como podridão da raiz (Fusariose) causada pelo fungo Fusarium
solani f. sp. Piperis. Neste trabalho, o cDNA da PnPR-4 foi usado para a produção da
proteína recombinante, chamada de PnPR-4. O quadro de leitura aberta (ORF) da
PnPR-4, foi amplificado por meio de ensaio de PCR e, em seguida a ORF foi ligada ao
vetor de expressão pET-29(a) e introduzido, por eletroporação, em E. coli Rosetta
(DE3). Nas células transformadas, a produção da proteína de interesse foi induzida por
IPTG 1mM à 37°C por 5h. Após a produção, a atividade enzimática da proteina
recombinante PnPR-4 foi avaliada pela detecção da atividade enzimática de quitinase
em gel de poliacrilamida após eletroforese. A atividade foi avaliada em pH: 5.0 e
pH:7.8 para demonstra a estabilidade da proteína recombinante. A massa molecular da
PnPR-4 foi de 13.5 kDa, estando de acordo com outras PR-4 produzidas pelo sistema de
expressão heterologa em sistema bacteriano. No ensaio de atividade enzimática, a
PnPR-4 apresentou atividade quitinolitica, tanto em pH:5.0 ou pH:7.8. Esta é uma
característica de chitinases de plantas, atividade em uma ampla faixa de pHs. Onde, a
atividade ótima ocorre entre pH: 3.0 e 5.0. Na proteína recombianante, o pH ótimo foi
5.0, no entato ela teve atividade em pH 7.8, demonstrando a estabilidade da enzima.
Estes resultados mostram que o sistema bacteriano de expressão heteróloga é eficaz para
a produção da proteína recombinante PnPR-4, que é uma enzima com atividade
quitinolitica e altamente estável. Assim, a PnPR-4 é uma nova enzima que pode ser
usado em biotecnologia vegetal no combate contra fungos patogênicos da planta.