Proteômica em fígado de bovinos de alta e baixa eficiência … · Geração de energia,...
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Universidade de São Paulo Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos
Programa de Pós-Graduação em Zootecnia
Disciplina: Tópicos Avançados em Biologia Celular e Molecular e Genética Animal
Docente: Dr. José Bento Sterman Ferraz
Pirassununga, 23 de abril de 2014
Leydiana Duarte Fonseca
Proteômica em fígado de bovinos de alta e baixa eficiência alimentar
World Livestock 2011- Livestock in food security (FAO): projeções para 2050: ↑ 73% no consumo de proteína
animal. Inevitável intensificação da produção pecuária.
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Introdução
O uso de novos métodos que proporcionem melhorias na produção de bovinos de corte
torna-se de grande relevância.
Demanda Competitividade
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Efetivo bovino brasileiro: ≈ 211,279 milhões (IBGE, 2012).
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Introdução
90% Nelore (ABIEC, 2011).
2º > rebanho mundial;
2º > produtor e exportador de carne bovina.
2014: recorde de produção de 9,9 milhões de ton. (↑3% 2013) (USDA, 2013).
80% Bos indicus.
20,74%
34,26% 18,55%
13,08%
13,37%
Fig. 1: Distribuição do rebanho bovino brasileiro por regiões. Fonte: Adaptado de: http://www.anttur.org.br/uploads/paginas/image/ institucional/mapa-brasil-regioes
Custos com alimentação podem ultrapassar 60% do total da produção (ANDERSON et al., 2005). Bovinos: 5% do total de energia consumida durante o ciclo
de vida é destinado a deposição de proteínas; Suínos e aves: 14 e 22%, respectivamente (RITCHIE, 2001).
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Eficiência alimentar
Viabilidade da criação: ↓ custos →↓ alimento consumido / kg carne produzido.
↑ EA Sustentabilidade: animais mais eficientes →↓ áreas de pastagens e produção de poluentes.
(BASARAB et al., 2003).
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Indicadores EA: auxiliar na seleção de animais mais vantajosos. Conversão alimentar (CA): razão entre o consumo de
matéria seca (CMS) diário observado e o ganho médio diário (GMD).
Taxa de crescimento relativo (TCR): razão da diferença do logaritmo do peso final e do logaritmo do peso inicial pelo tempo em confinamento.
Eficiência parcial de crescimento (EPC): razão do GMD pela diferença do CMS observado e do CMS estimado para mantença.
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Eficiência alimentar
(GRION, 2012).
Consumo alimentar residual (CAR) - Koch et al. (1963): correção do consumo alimentar para o peso do animal e para o ganho em peso. Diferença do consumo observado e do consumo estimado
em função do peso metabólico (PV0,75) e do GMD. Principal vantagem: comparação do CMS dos animais
independente das diferenças de tamanho ou da taxa de crescimento.
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Eficiência alimentar
(GRION, 2012).
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Ganho de peso residual (GPR) - Koch et al. (1963): quantidade de peso que um animal ganha acima ou abaixo da estimativa de ganho de peso baseada na ingestão de matéria seca e no seu peso vivo médio (CROWLEY et al., 2010).
Consumo e ganho residual (CGR): soma do CAR com o GPR, onde cada um tem a mesma ponderação após transformação do CAR + em favorável pela multiplicação por -1 (BERRY; CROWLEY, 2012). Animais de crescimento rápido e consumo menor que o
esperado, proporcionalmente, sem diferenças no peso vivo.
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Eficiência alimentar
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Biologia molecular
Ganhos genéticos.
Métodos tradicionais
de MA
Biologia sistêmica
(BERRY et al., 2011).
↑↑↑ Ganhos genéticos. Genômica
Transcriptômica Metabolômica
Proteômica Bioinformática
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Biologia molecular
Equilíbrio sustentável entre produtividade, qualidade do produto e
bem-estar animal.
Conhecimento do organismo Biomarcadores
(BENDIXEN et al., 2011).
Projetos genoma: englobam o sequenciamento dos conjuntos de genes de um organismo inteiro ou de apenas parte dele. Não revelam dados sobre a expressão dos genes, a
quantidade expressa e o funcionamento dos seus produtos.
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Biologia molecular
Genoma funcional
Transcriptômica
Proteômica
(SILVA et al., 2007).
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Caracterização em larga escala do conjunto de proteínas expressas em uma célula ou tecido (WILKINS et al., 1996), sendo este conjunto denominado de proteoma (SILVA et al., 2007).
O proteoma é dinâmico e variável. Genomas humano e bovino: 20 mil a 30 mil genes, sendo o
proteoma potencialmente mais complexo. splicing alternativo, modificação pós-tradução e interações
proteína-proteína (BERRY et al., 2011).
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Proteômica
Estrutura, função e controle dos sistemas biológicos por meio da análise das propriedades das proteínas. Traduzir a informação genômica, que é diversa e ambígua,
em concreta e quantificável dentro dos sistemas biológicos de proteínas (ZAPATA et al., 2012).
Complementar os dados de análise e sequenciamento de genomas, com grande contribuição no entendimento das redes de funcionamento e regulação celular (SILVA et al., 2007).
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Proteômica
Elo entre o genótipo e o fenótipo de um organismo.
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Descoberta de vias metabólicas nas diversas etapas celulares;
identificação de moléculas bioativas em extratos biológicos naturais;
identificação e caracterização de marcadores biológicos.
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Proteômica
(ROCHA et al., 2005).
Ferramenta para estudos sobre a fisiologia e a genética de vários organismos vivos (ROSSIGNOL et al., 2006).
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Proteômica do fígado
• Metabolismo de lipídios e carboidratos; • síntese de ácidos graxos e proteínas; • produção da bile; processos de desintoxicação; • síntese de ureia; • armazenamento de glicogênio e vitaminas.
(JIANG et al., 2013; MOLETTE et al., 2012). Fig. 2: Fígado de ruminantes. Fonte: http://anato2vet.blogspot.com.br/2013/ 04/figado-e-pancreas.html
• Órgão central para a rede de distribuição energética. • Processamento de produtos da digestão e gerenciamento do
fornecimento de nutrientes para suprir as necessidades do organismo (DOELMAN et al., 2012).
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Proteômica do fígado
Função essencial no metabolismo intermediário e nas respostas homeostáticas para alterações
nutricionais (VALLE et al., 2008).
Talamo et al. (2003) e D’Ambrosio et al. (2005): mapas proteômicos de Bos taurus. Fígado, rim, músculo, sangue e plasma.
484 spots – 112 corresponderam a 58 proteínas. Geração de energia, metabolismo de carboidratos, lipídios,
aminoácidos e xenobióticos, além de envolvidas na síntese de polipeptídios, flexibilidade e estrutura celular.
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Proteômica do fígado
Fig. 3: Mapa proteômico de fígado bovino por 2-DE. Fonte: Talamo et al., 2003.
Fig. 4: Proteínas identificadas no mapa 2-DE de células do fígado bovino. Fonte: D’Ambrosio et al., 2005.
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Tisujita et al. (2008): Determinar o estado de diferenciação de progenitores das
células da glândula salivar (células-tronco) de suínos, comparando amostras da glândula salivar e do fígado.
117 proteínas na glândula salivar e 154 no fígado, das quais 72 e 109 foram específicas para cada órgão, respectivamente.
Base para pesquisas de padrão de diferenciação na expressão da proteína por células-tronco.
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Proteômica do fígado
Xu et al. (2008): Diferenças nos níveis de expressão de proteínas hepáticas
de vacas Holstein saudáveis e em quadros de cetose. Cinco enzimas foram identificadas como ≠ expressas no
fígado de vacas com cetose: sub-reguladas: acetil coenzima-A-acetiltransferase-2; 3-
hidroxiacil-CoA desidrogenase tipo-2 e fator de elongação Tu;
supra-reguladas: creatina-quinase e alfa-enolase.
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Proteômica do fígado
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Miarelli e Signorelli (2009): Mapas proteômicos do fígado de Chianina e Holstein.
649 spots: 9 ≠ expressos (supra-reguladas).
Chianina: Cadeia C (estrutura cristalina fibrinogênio bovino modificado) – coagulação sanguínea; Galactose mutarotase – metabolismo de CHO’s; Fumarilacetoacetato hidrolase – catabolismo da Tyr e Phe; Frutose-1,6-difosfatase – gliconeogênese; Sulfotransferase citosólica – desintoxicação.
Holstein: Argininosuccinato liase – ciclo da ureia; Acetil-
coA aciltransferase-1 – degradação de ác. graxos; Anexina IV – proteína de ligação da membrana.
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Proteômica do fígado
Pouco utilizada em estudos com fígado de animais de produção.
Os projetos desenvolvidos permitem, além de melhor entendimento do funcionamento do próprio órgão, maior compreensão de aspectos bioquímicos e fisiológicos do metabolismo animal como um todo.
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Proteômica do fígado
(MOLETTE et al. 2012).
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Considerações finais
Fig. 7: Bovinos Nelore. Fonte: http://www.emater.go.gov.br/wp-content/uploads/2011/06/Foto-nelores-copy.jpg
Fig. 6: Fígado. Fonte: http://www.pawelmazur.org/blog/wp-content/uploads/2010/07/liver.jpg
Fig. 8: Carne bovina. Fonte: http://www.comerciode carnes.com.br/img/dummies/carne_bovina.png
Fig. 9: Crescimento econômico. Fonte: http://blog.bariguicreditointeligente.com.br/ wp-content/uploads/2013/01/lucro.jpg
Fig. 5: Estrutura cristalina da catalase do fígado de bovinos sem NADPH. Fonte: http://www.ionchannels.org/pdb-image/1TGU.jpg
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