Estudio de defensinas de flores de cardos con potencial aplicación biotecnológica

• Autores: Fernández, Agustina
• Año de publicación: 2022
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Vairo Cavalli, Sandra Elizabeth; Bakás, Laura Susana
• Materia: Biología; Defensinas; Silybum marianum; Péptidos antifúngicos; Fusarium graminearum
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

Frente al ataque de un patógeno, las plantas pueden producir una gran diversidad de factores de defensa tales como metabolitos secundarios y una amplia gama de proteínas y péptidos antimicrobianos (AMPs), entre los que se encuentran las defensinas. Estas son pequeñas proteínas catiónicas ricas en cisteína cuya principal actividad reportada es la antifúngica, pero se han descripto también muchas otras acciones para estas proteínas. En vista su alto grado de conservación estructural, las diferencias en las especificidades y las múltiples actividades de estas proteínas pueden ser atribuidas a la variación en la secuencia aminoacídica y a la distribución de cargas de los loops expuestos al solvente que modulan su función biológica. En estos loops se localizan dos motivos importantes su actividad, el g-core, un motivo de relevancia para los AMPs en general, y el α-core que no ha sido estudiado en profundidad. Este trabajo de tesis describe la obtención y el estudio de nuevas proteínas de defensa de una especie vegetal silvestre de la flora argentina, que pueden resultar moléculas atractivas para su potencial aplicación agronómica o médica. Las especies silvestres constituyen una valiosa fuente de AMPs por su notable adaptación al medio ambiente, lo que resulta en una mayor resistencia a enfermedades en comparación con los cultivos agrícolas. A partir de ARNm de flores de Silybum marianum se clonaron dos defensinas (DefSm1D y DefSm2D), se realizó el análisis de las secuencias, la predicción de la estructura terciaria a través del modelado molecular por homología y su análisis funcional. Con el fin de profundizar el conocimiento de las relaciones estructura-función e identificar regiones relacionadas con la actividad antifúngica, a partir del estudio estructural de las defensinas se realizó el diseño racional péptidos derivados de las regiones g- y α-core. Se realizó la síntesis química de péptidos en fase sólida utilizando la estrategia Fmoc y se purificaron y analizaron por HPLC-RP, ESI-MS y CD. Se evaluó y caracterizó la acción de los péptidos sobre dos hongos fitopatógenos del género Fusarium. Los péptidos derivados de DefSm2D resultaron ser activos en concentraciones micromolares frente a Fusarium graminearum, un fitopatógeno que afecta al cultivo de trigo produciendo no sólo mermas significativas en el rendimiento sino también micotoxinas que permanecen en los granos. Se evaluó y caracterizó la actividad de los péptidos sobre conidios a través de distintas técnicas. Los péptidos derivados del α-core produjeron agregación de los conidios del hongo y un efecto diferencial sobre la morfología de la pared celular. Se estudió también la actividad de péptidos modificados, derivados de la región α-core. Nuestra investigación sugiere que las regiones α- y g-core estarían implicadas en la actividad antifúngica de la defensina de origen actuando mediante mecanismos diferenciales.
Doctor en Ciencias Exactas, área Ciencias Biológicas
Universidad Nacional de La Plata
Facultad de Ciencias Exactas