Studies on metabolic processes related with carotenoid biosynthesis during tomato fruit ripening / estudios sobre procesos metabólicos relacionados con la biosíntesis de carotenoides durante la maduración del fruto del tomate
- Autores: Djedoux Maxime Angaman
- Directores de la Tesis: Albert Boronat (dir. tes.), Montserrat Busquets Abió (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2009
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Joaquín Azcón Bieto (presid.), Santiago Imperial Ródenas (secret.), Diego Vicente Orzáez Calatayud (voc.)
- Materias:
- Texto completo no disponible (Saber más ...)
- Resumen
Los carotenoides constituyen el mayor grupo de pigmentos presentes en la naturaleza y se encuentran principalmente en flores y frutos. Durante el proceso de maduración del fruto de tomate se acumulan grandes cantidades de licopeno, un carotenoide con intenso color rojo cuya ingesta se ha relacionado con la prevención del cáncer de próstata y patologías cardiovasculares. Tanto por su papel en conferir la típica coloración roja al fruto como por sus beneficiosas propiedades nutricionales, el incremento del contenido de licopeno en el fruto constituye un objetivo importante en los programas de mejora de calidad del tomate. Durante la maduración del fruto del tomate, los cloroplastos se diferencian en cromoplastos fotosínteticamente inactivos. Dicha transformación se caracteriza por una rápida degradación del aparato fotosintético y la síntesis y acumulación masiva de carotenoides. El objetivo principal de esta tesis doctoral ha sido el estudio de procesos bioquímicos y metabólicos relacionados con la biosíntesis y acumulación de carotenoides durante la maduración del fruto de tomate.
En el contexto de los estudios del metabolismo del malato se ha analizado la expresión de los genes que codifican para las isoformas plastídicas de la enzima málica y la malato deshidrogenasa. Los resultados obtenidos han sugerido que la enzima málica, podría tener un papel relevante en la provisión de piruvato y NADPH en los procesos biosintéticos de los cromoplastos durante la maduración del fruto de tomate. Los ensayos de uptake realizados han mostrado una eficiente incorporación de [14C]-malato a cromoplastos aislados de fruto de tomate y han puesto de manifiesto que el malato puede ser utilizado como precursor en la síntesis de lípidos. Sorprendentemente, y a pesar de que tanto la biosíntesis de carotenoides como la de lípidos pueden utilizar piruvato como precursor, el malato no se incorporó eficientemente a licopeno y beta-caroteno. Estos resultados indicaron que algun factor adicional, tal como el GA3P o algún cofactor, sería necesario para una bisosíntesis eficiente de carotenoides en los cromoplastos de fruto de tomate. La biosíntesis de lípidos en los cromoplastos comporta la síntesis de novo de lípidos de membrana, indicando de esta manera que los lípidos sintetizados estan probablemente relacionados con la reorganización del sistema de membranas que tiene lugar durante la diferenciación de los cromoplastos.
Los estudios de incorporación de [14C]-piruvato realizados con muestras de pericarpo han indicado que la síntesis de esteroles se activa durante el proceso de maduración del tomate. Estos datos se han corroborado con experimentos adicionales de marcaje utilizando [14C]-acetato y que dieron como resultado un marcaje eficiente tanto en los lípidos como en los esteroles. La explicación más sencilla que justificaba la presencia de carotenoides marcados a partir de [14C]-acetato fue el intercambio de IPP derivado de la vía del MVA entre el citosol y los cromoplastos. Esta interconexión entre las vías del MVA y del MEP se ha confirmado ya que el [14C]-MVA se incorporó a carotenoides en muestras de pericarpo y que el [14C]-IPP fue importado y metabolizado en cromoplastos aislados.
Estudios realizados con inhibidores metabólicos han mostrado que, con la única excepción del norfluorazon, el resto de inhibidores ensayados (mevinolina, cerulenina y fosmidomicina) no solo inhiben la vía diana (vía del MVA, biosíntesis de ácidos grasos y vía del MEP, respectivamente) sino que también afectaron el funcionamiento de las otras rutas. Estos resultados están de acuerdo con una posible coordinación entre estas vías biosintéticas.
Estudios preliminares utilizando cromoplastos aislados de fruto de tomate han mostrado tasas de consumo de oxígeno significativas. Las tasas de consumo de oxígeno incrementaron alrededor de 7 veces en muestras de cromoplastos incubadas durante 24 h a temperatura ambiente. Este incremento en el consumo de oxígeno es debido probablemente a la activación de la lipoxigenasa presente en los cromoplastos.
