Nanopartículas de dióxido de titânio revertem a repressao catabólica pela glicose dos enzimas málico e malato desidrogenase em Saccharomyces cerevisiae UE-ME3?

Abstract

A nanotecnologia liberta para o ambiente materiais com dimensão entre 1 e 100 nm, cujas propriedades magnéticas e termodinâmicas, maioritariamente condicionadas pela área superficial/dimensão molecular, determinam o tipo de interacção que estabelecem com as biomoléculas. A caracterização dos efeitos biológicos das nanopartículas constitui assim um tema de investigação aliciante em toxicologia bioquímica, pelo seu comportamento. Os enzimas malato desidrogenase (EC 1.1.1.37, MDH2) citoplasmático e málico (EC 1.1.1.38/39, ME1) mitocondrial de Saccharomyces cerevisiae catalisam a descarboxilação oxidativa do L-malato em piruvato e CO2 acoplada à redução do NAD(P)+ em NAD(P)H. Estes enzimas fazem parte de uma encruzilhada metabólica implicada na regeneração celular do piruvato, contribuindo assim para a funcionalidade do ciclo dos ácidos tricarboxílicos, gerando equivalentes redutores sob a forma de NADPH/NADH necessários à síntese de novo e insaturação de lípidos ou à cadeia respiratória. O alvo principal deste trabalho foi avaliar a influência da temperatura e da exposição a nanopartículas de dióxido de titânio (TiO2-NP) nas actividades enzimáticas MDH2 e ME1 de S. cerevisiae UE-ME3, estirpe vínica, nativa do Alentejo, Portugal. Células crescidas a 25, 28, 30 e 40 ºC até à fase exponencial média, em meio líquido YEPD-glucose (2%) foram mantidas nas mesmas condições de temperatura e deixadas crescer durante 200 min na ausência ou na presença de TiO2-NPs (< 100 nm) (1,0 µg/mL). O sobrenadante e o sedimento pós-12000 g de lizados celulares foram utilizados na determinação do conteúdo proteico, bem como das actividades MDH2 e ME1, por espectrometria de absorção molecular. Os resultados mostram que o aumento da temperatura entre 25 e 40 ºC provocou um decréscimo da actividade MDH2, enquanto que a actividade do enzima málico aumentou significativamente entre 25 e 30 ºC. No entanto a exposição a TiO2-NP reverteu a resposta do enzima MDH2 a 25, 28 e 30 ºC, induziu a atividade ME1 e não afetou a inibição de ambas actividades enzimáticas em células crescidas a 40 ºC (p <0,01). As nanopartículas de dióxido de titânio (1,0 µg/mL) parecem ser capazes de contrariar a usual repressão catabólica pela glicose das atividades enzimáticas MDH2 e ME1, acentuada no primeiro caso pelo aumento da temperatura. O consequente acréscimo de piruvato intracelular poderá ter contribuido para redireccionar o fluxo de carbono em S. cerevisiae UE-ME3 via ciclo do ácidos tricarbóxílicos, em presença de glicose.