Análise proteômica de perisperma de frutos do café (Coffea arabica) relacionada à qualidade

O grão de café produz uma bebida apreciada mundialmente e o Brasil é o seu maior produtor, com 33% da produção mundial em 2011. Devido à importância econômica e consumo crescente da bebida, estudos relacionados à qualidade vem ganhando cada vez mais destaque na pesquisa cafeeira. A qualidade do café relaciona-se a diversos fatores, dentre eles: genéticos, tempo de maturação dos frutos, tamanho do grão, técnicas de colheita e pós-colheita e técnicas de preparo da bebida. Embora sejam conhecidas diversas proteínas envolvidas em processos que podem ser relacionados à qualidade, poucos estudos proteômicos sobre o desenvolvimento dos frutos foram realizados. Desta forma, este trabalho visou analisar frutos em diferentes estádios de maturação e de plantas com tamanho de grão diferente para comparar o perfil protéico das etapas e analisar variações de expressão tentando relacioná-las com a qualidade. Foram utilizadas as cultivares IPR 59 e IPR 59 Graúdo (GDO) coletadas em novembro e dezembro/2007 (60 e 90 dias após florada - DAF) e março/2008 (180 DAF). As proteínas de perisperma foram extraídas e separadas em eletroforese 2D e os géis foram analisados computacionalmente para verificar diferenças de expressão tanto entre os estádios de desenvolvimento de uma mesma cultivar, como entre as diferentes cultivares em um mesmo estádio. As análises identificaram um total de 112 spots diferenciais com variação de ±1,5x em %Vol, sendo: 12 entre IPR59 60 x 90 DAF, 39 entre IPR59 90 x 180 DAF, 23 entre IPR59 GDO 90 x 180 DAF, 24 entre IPR 59 x IPR59 GDO 60 DAF, 6 entre IPR59 x IPR59 GDO 90 DAF e 8 entre IPR59 x IPR59 GDO 180 DAF. Foram identificadas via espectrometria de massas 17 proteínas e agrupadas de acordo com as funções em: reserva, desenvolvimento celular, metabolismo de carboidratos, processos metabólicos de oxidação/redução, metabolismo de metionina, fotossíntese, síntese de ATP e processamento de RNA. Foi observado presença e grande acúmulo da proteína 11S em perisperma durante a maturação. Também foram identificadas a metionina sintase e S-adenosil-metionina sintase, que podem estar relacionadas com a biossíntese de cafeína e de etileno, importantes para a maturação dos frutos e qualidade da bebida. As proteínas inibidor de quitinase similar à xilanase, extensina e actinas podem estar relacionadas com crescimento da célula através de reorganização da parede celular. O trabalho trouxe novas informações e conhecimento a respeito da dinâmica protéica de maturação dos frutos de diferentes tamanhos e diferentes etapas de maturação, os quais não haviam sido relatados anteriormente, e que podem ser aplicados em trabalhos futuros visando melhorias na qualidade do café.Coffee is a drink enjoyed worldwide. Brazil is the largest producer, responsible for 33% of coffee world production in 2011. Due to its economic value and growing consumption of beverage, studies about quality have been increasing prominence in coffee research. Coffee quality is related to several factors, like: genetic, fruit’s ripening time, grain size, harvesting and post-harvesting techniques and brewing techniques. Although it’s known several proteins involved in processes which can be related to quality, few proteomic studies about fruits development has been performed. Thus, this study aimed to analyse the protein profile of fruits at different growth stages as well as from plants with different fruit size, related to quality. Two cultivars were selected, the IPR59 and the IPR59 Graudo (GDO), harvested in November and December/2007 (60 and 90 days after flowering – DAF) and March/2008 (180 DAF). The perisperm proteins were extracted and separated by 2D electrophoresis and the gels were analyzed by computer software to detect the differential expression patterns. The 2D analysis showed 112 differential spots varying in %Vol, as: 12 between IPR59 60 x 90 DAF, 39 between IPR59 90 x 180 DAF, 23 between IPR59 GDO 90 x 180 DAF, 24 between IPR 59 x IPR59 GDO 60 DAF, 6 between IPR59 x IPR59 GDO 90 DAF and 8 between IPR59 x IPR59 GDO 180 DAF. Using mass spectrometry 17 proteins were identified and grouped by functions such: reserve, cellular development, carbohydrates metabolism, oxidation/reduction metabolic processes, methionine metabolism, photosynthesis, ATP synthesis and RNA process. It was observed great presence and accumulation of 11S protein in perisperm during the maturation. Also was identified the methionine synthase and the S-adenosyl-methionine-synthase, which can be related with caffeine and ethylene byosinthesis, both important to fruits maturation and beverage quality. The proteins chitinase like xylanase inhibitor, extensin and actins can be related with cellular growing through reorganization of the cell wall. This study has brought new knowledge about de protein dynamics of maturation of different size fruits and different stages of maturation which can be applied in further studies aiming improving coffee quality