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Tipo: Dissertação
Título: Avaliação de risco precoce do Jaburetox: um peptídeo inseticida derivado da urease de Canavalia ensiformis com fins de aplicação biotecnológica
Título em inglês: Risk assessment of the antifungal and insecticidal peptide Jaburetox and its parental protein the Jack bean (Canavalia ensiformis) urease
Autor(es): Sá, Chayenne Alves de
Orientador: Farias, Davi Felipe
Palavras-chave: Feijão-de-porco;Peptídeo inseticida;Biossegurança alimentar;Culturas transgênicas
Data do documento: 2018
Citação: SÁ, Chayenne Alves de. Avaliação de risco precoce do Jaburetox: um peptídeo inseticida derivado da urease de Canavalia ensiformis com fins de aplicação biotecnológica. 2018. 63 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Resumo: Jaburetox (JBTX) é um peptídeo derivado de uma isoforma da urease de Canavalia ensiformis que apresenta potente atividade inseticida e, portanto, tem sido considerado como um candidato promissor para o desenvolvimento de culturas geneticamente modificadas (GM). Entretanto, para garantir a segurança de uso de culturas transgênicas expressando novos peptídeos e proteínas exógenos, testes de biossegurança alimentar devem ser realizados para identificar riscos associados a essas moléculas bioativas. Dentre as abordagens mais utilizadas para avaliação de risco de proteínas recombinantes, tem sido amplamente aceito o método de duas etapas baseado em pesos de evidência, proposto pelo Instituto Internacional de Ciências da Vida (ILSI). Essa abordagem destaca-se das demais por levar em conta a análise dos dados obtidos de maneira holística. A etapa I consiste em: 1. Pesquisa do histórico de uso seguro; 2. Análises de bioinformática; 3. Modo de ação e especificidade da proteína; 4. Análises de digestibilidade in vitro e testes de estabilidade à temperatura; e, 5. Estimativa segura dos níveis de expressão e de ingestão dietética dos grãos transformados. Já na etapa II é recomendado um estudo caso-a- caso para cada proteína. Aliada a essa abordagem, o nosso grupo também tem proposto que a avaliação de segurança de novas proteínas seja realizada precocemente dentro da cadeia produtiva de transgênicos. Assim, a avaliação de segurança deixa de ser realizada após o desenvolvimento do transgênico para ser executada ainda nas etapas de prospecção e caracterização da nova proteína, o que efetivamente pode detectar propriedades antinutricionais, tóxicas e/ou alergênicas e, portanto, conduzir a decisões como a exclusão da proteína de uma potencial aplicação biotecnológica ou promover modificações estruturais. Neste contexto, este estudo objetivou realizar a avaliação de risco precoce do peptídeo inseticida JBTX, de sua proteína parental, a urease de C. ensiformis (JBU), e da isoforma JBURE II. Para tanto, foi empregada a abordagem do ILSI, com algumas modificações. A partir desta pequisa, a C. ensiformis, JBU e suas proteínas derivadas mostraram ter um histórico de uso seguro; o peptídeo JBTX não mostrou similaridade significativa de sua sequência de aminoácidos primária com proteínas alergênicas, tóxicas e/ou antinutricionais; esse peptídeo mostrou possuir modo de ação pouco compreendido, entretanto, apresentou elevada especificidade contra insetos; JBTX e JBU foram altamente susceptíveis à digestão em fluído gástrico simulado. Tendo como base esses resultados, foi possível concluir que não é esperado risco associado ao consumo desse peptídeo.
Abstract: Jaburetox (JBTX) is a peptide derived from a Canavalia ensiformis urease isoform which exhibits potent insecticidal activity, and therefore it has been considered a promising candidate for development of genetically modified (GM) crops. However, to ensure the safe use of transgenic cultures expressing new exogenous peptides and proteins, food safety tests have to be performed to identify risks associated to these bioactive molecules. Among the most used approaches to evaluate the risk of recombinant proteins, the two-tiered weight-of- evidence method proposed by the International Life Sciences Institute (ILSI) has been widely accepted. This approach stands out from the others by taking into account the analysis of the data obtained in a holistic way. The stage I consists of: 1. History of safe use research; 2. Bioinformatics analysis; 3. Mode of action and protein specificity; 4. In vitro digestibility analysis and temperature stability tests; and, 5. Safe estimation of the levels of expression and dietary intake of the processed grains. In the stage II, a case-by-case study is recommended for each protein. In addition to this approach, our group has also proposed that the safety assessment of new proteins be performed precociously inside of the transgenic production chain. Thus, the safety evaluation is no longer carried out after the development of the transgenic but in the stages of prospecting and characterization of the new protein, which effectively can detect antinutritional, toxic and/or allergenic properties and, therefore, lead to decisions such as the exclusion of the protein from a potential biotechnological application or to promote structural modifications. In this context, this study aimed to perform the early risk assessment of the insecticidal peptide JBTX, its parental protein, the urease of C. ensiformis (JBU), and the JBURE II urease isoform. For that, the ILSI approach was used, with some modifications. From this research, C. ensiformis species, JBU and its derivative proteins have shown a history of safe use; the JBTX peptide did not show significant similarity of its primary amino acid sequence with allergenic, toxic and/or antinutritional proteins; this peptide showed to have mode of action little understood, however, it presented high specificity against insects. Based on these results, it was possible to conclude that no risk associated with the consumption of this peptide is expected.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/68570
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