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Aminoácidos livres na mitigação de estresses abióticos

Aminoácidos livres na mitigação de estresses abióticos

Fotos: Alltech Crop Science e arquivo pessoal do professor Atila Mogor

As adaptações às alterações no ambiente são um desafio constante para as plantas durante o seu ciclo, e são também uma preocupação crescente para os agricultores na condução dos cultivos. Dependendo da intensidade, as alterações ambientais podem impor às plantas os chamados estresses abióticos, como os causados pelo déficit hídrico, ou pelo aumento da salinidade na solução do solo, ou ainda por alterações nas temperaturas e intensidades luminosas, podendo afetar o crescimento, desenvolvimento e reduzir da produção da lavoura.

Uma das consequências metabólicas dos estresses abióticos é o acúmulo excessivo de espécies reativas de oxigênio (EROs), que são responsáveis pelo estresse oxidativo, com danos consideráveis às células por meio da peroxidação dos componentes lipídicos das membranas e destruição de sua estrutura, podendo resultar na degradação dos cloroplastos e consequente sintoma de clorose mesmo após o alívio das condições de estresse.

As plantas desenvolveram diferentes estratégias para reduzir os efeitos adversos das condições de estresses abióticos, com várias delas  conectadas ao metabolismo dos aminoácidos.

Os aminoácidos têm propriedades ópticas, apresentando as formas L e D, capazes de desviar a luz polarizada para a esquerda (L-levógiro) e para a direita (D-Dextrógiro), sendo os L-aminoácidos considerados biologicamente ativos.

Os aminoácidos L-glutamina e L-glutamato produzidos a partir do nitrogênio inorgânico, de acordo com as necessidades metabólicas da planta, podem ser convertidos a aminoácidos como a L-prolina, que se acumula nas células em resposta ao estresse oxidativo.

Dos aminoácidos envolvidos nas respostas aos estresses, a L-prolina pode atuar como um osmólito, soluto que contribui no ajustamento osmótico para manter a turgescência das células em condição de déficit hídrico ou aumento da salinidade, ao atenuar o estresse oxidativo, contribuindo para a manutenção da estabilidade e integridade das membranas e proteínas, devido ao seu efeito antioxidante.

Altas temperaturas ou a alta luminosidade podem desorganizar a etapa de oxidação fotoquímica da água na fotossíntese, tendo como consequência a formação e o acúmulo de EROs, que podem causar a degradação dos cloroplastos. Como resposta, os mecanismos de defesa antioxidante das plantas são estimulados, aumentando a atividade de enzimas (superóxido dismutase, catalase e peroxidase) que degradam EROs, processo dependente  de L-aminoácidos.

Naturalmente ocorre o acúmulo de L- aminoácidos livres em resposta aos estresses abióticos, e quando aplicados nas plantas, esses aminoácidos podem ser absorvidos pelas raízes e folhas e podem contribuir na adaptação às alterações do ambiente.

Os L-aminoácidos livres bioativos, que aplicados às plantas participam de processos metabólicos, costumam ocorrer pela hidrólise de fontes ricas em proteínas ou por processos fermentativos. Dependendo do processo de hidrólise, especialmente se for ácida ou básica e com elevação da temperatura, há o risco da degradação de aminoácidos e da conversão de aminoácidos livres da forma L para a D (racemização), biologicamente inativa.

Os processos fermentativos para a obtenção de L-aminoácidos livres com microrganismos, como a levedura Saccharomyces cerevisiae, usados para converter os açúcares, o nitrogênio  e outros nutrientes em um substrato, produzem exclusivamente L-aminoácidos (sem racemização), que podem  contribuir na mitigação dos estresses abióticos.

Atila Mogor é técnico Agrícola, Eng. Agrônomo, Mestre e Doutor em Agronomia/ Horticultura (FCA_Unesp - Botucatu), Pós Doutorado (Bioquímica- IB Unesp), Estágio Sênior CAPES (Professor convidado no Institute of Plant Biology - University of West Hungary - Hungria) Professor Associado IV da Universidade Federal do Paraná - Departamento de Fitotecnia e Fitossanidade - Docente do Programa de Pós-Graduação em Agronomia/ Produção Vegetal, atuando principalmente nos seguintes temas: Olericultura, Interações entre fisiologia vegetal e nutrição mineral de plantas, Coordenação do laboratório de biofertilizantes para prospecção e avaliação de substâncias bioativas.


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