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dc.contributor.advisorDaloso, Danilo de Menezes-
dc.contributor.authorOliveira, Jônatas Girão de Sousa Barbosa-
dc.date.accessioned2025-11-18T15:37:46Z-
dc.date.available2025-11-18T15:37:46Z-
dc.date.issued2025-
dc.identifier.citationOLIVEIRA, Jônatas Girão de Sousa Barbosa. Alterações no fluxo metabólico em rotas associadas ao metabolismo energético de células-guarda e mesofílicas sob condições de escuro e luz. 2025. 32 f. Monografia (Graduação em Biotecnologia) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufc.br/handle/riufc/83465-
dc.description.abstractClimate change, intensified by global warming, has pressured agriculture to search for plants with improved water use efficiency (WUE) under more extreme conditions. WUE is regulated by stomata, which consist of a stomatal pore surrounded by two guard cells (GC). The metabolism of these cells and its regulation are the main targets of studies aimed at developing cultivars more resistant to stress conditions. In this context, this study aimed to compare the metabolic changes in GC and mesophyll cells (MC) of cowpea during darkness and after illumination to observe how guard cell metabolism is regulated. Metabolic flux experiments were conducted using ¹³C-NaHCO₃, ¹³C-glucose, and ¹³C-succinate in GC and leaf discs (LD) under continuous darkness or after the transition to light. Samples were frozen in liquid N₂ after 60 minutes in plates with the ¹³C-labeled substrates, they were then macerated and used for metabolic extraction and derivatization. After derivatization, the samples were analyzed by gas chromatography coupled with mass spectrometry, and the ¹³C enrichment values were obtained following established protocols in the literature. The relative enrichment results showed a higher labeling of metabolites in GC, particularly organic acids and sugars related to the Krebs cycle and the glycolytic and gluconeogenic pathways, respectively. Our results demonstrated that aspartate was preferentially labeled in guard cells, regardless of the analyzed substrate, and that citrate labeling from ¹³C-succinate was higher in these cells compared to MC. These results suggest a high CO₂ fixation mediated by the phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPc) enzyme in GC, a characteristic similar to that observed in C₄ plants, and a high carbon flux through the Krebs cycle, respectively. In contrast, alanine labeling was higher in illuminated MC labelled by 13C-bicarbonate. Therefore, while MC exhibited more evident changes after exposure to light, the metabolism of GC demonstrated less drastic metabolic responses to light for its functioning, with a more intense flux through the gluconeogenesis, Krebs cycle, and associated pathways.pt_BR
dc.language.isopt_BRpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.titleAlterações no fluxo metabólico em rotas associadas ao metabolismo energético de células-guarda e mesofílicas sob condições de escuro e luzpt_BR
dc.typeTCCpt_BR
dc.description.abstract-ptbrAs mudanças climáticas, intensificadas pelo aquecimento global, têm pressionado a agricultura a buscar por plantas com uma melhor eficiência de uso da água (Water Use Efficiency – WUE) sob condições mais extremas. O WUE é regulado pelos estômatos, formados por um poro estomático e duas células-guarda (CG) que o circundam, sendo o metabolismo dessas células e sua regulação o principal alvo de estudos para a geração de cultivares mais resistentes a condições de estresse hídrico. Diante disso, este trabalho teve como objetivo comparar as mudanças metabólicas em CG e células mesofílicas (CM) de feijão-caupi durante o escuro e após a iluminação para observar a regulação do metabolismo de células-guarda. Foram realizados experimentos de fluxo metabólico utilizando ¹³C-NaHCO₃, ¹³C-glicose e ¹³C-succinato em CG e discos foliares (DF) sob escuro contínuo ou após a transição para a luz. As amostras foram congeladas em N₂ líquido após 60 min sob os substratos marcados com 13C, trituradas e utilizadas para extração metabólica. Após a derivatização, as amostras foram analisadas por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas, e os valores de enriquecimento com ¹³C foram obtidos seguindo protocolos estabelecidos na literatura. Os resultados de enriquecimento relativo apresentaram uma marcação significativa de metabólitos em CG, principalmente em ácidos orgânicos e açúcares relacionados ao ciclo do ácido tricarboxílico (ATC) e às vias glicolítica e gliconeogênica, respectivamente. Nossos resultados demonstraram que aspartato foi preferencialmente marcado em células-guarda, independentemente do substrato analisado, e que a marcação em citrato oriunda de 13C-succinato foi maior nessas células, quando comparada com CM. Esses resultados sugerem uma alta fixação de CO₂ mediada pela enzima fosfoenolpiruvato carboxilase (PEPc) em CG, característica semelhante à observada em plantas do tipo C4, e um alto fluxo de carbono através do ciclo do ATC, respectivamente. Em contraste, a marcação em alanina foi maior em CM iluminadas marcadas por 13C-bicarbonato. Portanto, enquanto as CM apresentaram mudanças mais evidentes após a exposição à luz, o metabolismo das CG demonstrou respostas metabólicas menos drásticas à luz em comparação às CM, com um fluxo mais intenso nas vias da gliconeogênese, do ciclo do ATC e de rotas associadas.pt_BR
dc.title.enChanges in metabolic flux in pathways associated with energy metabolism in guard cells and mesophyll in light and dark conditionspt_BR
dc.subject.ptbrCélulas-guardapt_BR
dc.subject.ptbrCiclo do ácido tricarboxílicopt_BR
dc.subject.ptbrMetabolismopt_BR
dc.subject.ptbrFluxo metabólicopt_BR
dc.subject.enGuard cellspt_BR
dc.subject.enTricarboxylic acid cyclept_BR
dc.subject.enMetabolismpt_BR
dc.subject.enMetabolic fluxpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICASpt_BR
dc.description.ptbrO presente estudo investigou o metabolismo energético de células-guarda (CG) e células mesofílicas (CM) de feijão-caupi em condições de escuro e luz por meio de uma análise de fluxo metabólico utilizando substratos marcados com ¹³C (bicarbonato, glicose e succinato). Os resultados indicaram que CG apresenta um alto fluxo de carbono através do ciclo do ácido tricarboxílico (ATC) e vias associadas, além de uma expressiva fixação de CO₂ mediada pela enzima fosfoenolpiruvato carboxilase (PEPc), fenômeno característico de plantas C4. Além disso, as CG apresentaram menor variação metabólica em resposta à luz em comparação às CM, sugerindo uma regulação distinta do metabolismo nesses dois tipos celulares. Esses achados contribuem para um melhor entendimento da regulação metabólica das CG, auxiliando no desenvolvimento de cultivares mais tolerantes a condições de estresse hídrico, devido ao seu papel no controle da saída de água por transpiração.pt_BR
local.author.latteshttp://lattes.cnpq.br/4283650412706824pt_BR
local.advisor.orcidhttps://orcid.org/0000-0003-1842-420Xpt_BR
local.advisor.latteshttp://lattes.cnpq.br/0306680503261422pt_BR
local.date.available2025-11-18-
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