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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Aguardando Data da Autorização para Disponibilizar o Arquivo com Texto Completo
Autor: Lopes Júnior, Cícero Alves
Título: Ômicas para estudar a influência do cádmio no metabolismo do girassol (Helianthus annuus L.)
Ano: 2014
Orientador: Prof. Dr. Marco Aurélio Zezzi Arruda
Departamento: Química Analítica
Palavras-chave: Girassol, Cádmio, Ionômica, Metalômica, Proteômica
Resumo: A busca para melhor entender a participação de elementos químicos no metabolismo de um organismo exige uma abordagem integrada entre as áreas da ciência devido à elevada envolvida complexidade. Esta Tese compreende o estudo realizado integrando as abordagens iônomicas, metalômicas e proteômicas para avaliar possíveis alterações no metabolismo do girassol (Helianthus annuus L.), mediante o desenvolvimento das plantas sob diferentes condições de irrigação com cádmio. Inicialmente, o estudo revelou que o girassol apresenta elevada resistência à contaminação com cádmio, sendo possível inferir, pela primeira vez, que o nível fitotóxico deste elemento para o organismo estudado é ca. 2,3 mg g-1. Um estudo ionômico desenvolvido empregando a técnica de ICP-MS foi realizado para avaliar a distribuição de vários elementos nas diferentes partes das plantas, buscando obter correlações com os processos biológicos exibidos pelas plantas durante o plantio. O estudo mostrou que os girassóis acumulam cádmio preferencialmente nas raízes, no entanto, ca. 65 ± 7% do total captado é translocado para as partes aéreas, fato que resulta na diminuição do transporte de ferro, cobre, magnésio e manganês para as folhas das plantas, sugerindo que há competição entre os elementos. Assim, pôde-se correlacionar a falta de tais nutrientes à clorose foliar exibida pelas plantas do grupo Cd-superior. O emprego da técnica de 2D-DIGE combinada a técnica de nESI-Q-TOF, também apresenta destaque na pesquisa, complementando os dados obtidos no estudo ionômico, por meio da identificação de proteínas nas folhas dos girassóis. As sementes das plantas Cd-tratadas apresentaram teor de cádmio superior ao recomendado pela FAO e OMS (0,1 mg/kg), sendo consideradas impróprias para o consumo humano. O protocolo de digestão in vitro revelou que as maiores concentrações deste elemento estão nas frações bioacessíveis das sementes. Na avaliação dos extratos protéicos das sementes empregando a hifenação SEC-ICP-MS foi identificado que o cádmio interage com moléculas de massa moleculares variando entre 70 a 0,7 kDa. Por fim, o teste de germinação evidenciou que o nível de cádmio acumulado nas sementes interfere no seu desenvolvimento
Abstract: The search for better understand the involvement of chemical elements in the metabolism of an organism requires an integrated approach between the areas of science due to the high complexity involved. This Thesis comprises study integrating ionomic, metallomic and proteomic approaches to evaluate possible changes in the metabolism of sunflower (Helianthus annuus L.), through the development of plants under different irrigation conditions with cadmium. First, the study showed that the sunflower presents high resistance to cadmium contamination, being possible infer, the first time, that the phytotoxic level of this element to the plant especies is ca. 2.3 mg g-1. An ionomic study carried out using an ICP-MS, it was performed to evaluate the distribution of various elements in different plant parts, seeking to obtain correlations with biological processes exhibited by plants during planting. The study showed that cadmium sunflowers accumulate preferentially in roots, but ca. 65 ± 7% of the total absorbed was translocated to the aerial parts, which it has resulted in decreased transport of iron, copper, magnesium and manganese to the leaves, suggesting that there is competition between the elements. Thus, the lack of such nutrients correlated to leaf chlorosis exhibited by plants of Cd-higher group. The application of the technique of 2D-DIGE combined technique nESI-Q-TOF, also features highlighted in the research, supplementing the data obtained in the ionomic study through the identification of proteins in the leaves of sunflowers. The seeds of Cd-treated plants presented higher levels of cadmium than recommended by FAO and WHO (0.1 mg kg-1), being considered unsuitable for diet human. The protocol of in vitro digestion showed that higher concentrations of this element are on bioacessible fractions of the seed. In the assessment of protein extracts of the seeds using the SEC-ICP-MS coupled, it was identified that cadmium interacts with molecules of molecular mass ranging from 70 to 0.7 kDa. Finally, the germination test reaveled that the level of cadmium accumulated in seeds interfere in its development.
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