A REGULAÇÃO DO FLUXO METABÓLICO ATRAVÉS DO CICLO DE KREBS MEDIADA POR TIORREDOXINAS É INDEPENDENTE DA PRESENÇA OU AUSÊNCIA DA LUZ

Resumo

O ciclo de Krebs, ou ciclo do ácido tricarboxílico (TCA), é uma importante rota metabólica que fornece substratos para a respiração mitocondrial e síntese de aminoácidos. O fluxo metabólico ao longo do ciclo TCA são inibidos na luz por mecanismos transcricionais e pós-traducionais, dentre os quais o sistema tiorredoxina (TRX) mitocondrial atua como um regulador negativo das enzimas do ciclo TCA na luz. No entanto, ainda não se sabe como e se esse sistema orquestra o metabolismo mitocondrial no escuro. Neste trabalho, realizamos um experimento de marcação com 13C-HCO3 usando folhas de Arabidopsis do tipo selvagem (WT) e plantas deficientes nos genes TRX o1 (trxo1), TRX h2 (trxh2), ou NADPH-dependente TRX redutase A e B (ntra ntrb) expostos a condições de luz ou escuridão. A incorporação de 13C em glicose e em metabólitos associados ao ciclo TCA foi obtida usando uma abordagem de marcação 13C-posicional recentemente estabelecida. Não foi detectado enriquecimento de 13C em metabólitos do ciclo de TCA em folhas WT iluminadas. No entanto, o conteúdo de succinato aumentou, enquanto os níveis de alanina diminuíram na luz, sugerindo uma fonte alternativa de carbonos para a síntese de succinato na luz. Em contraste com o WT, todos os mutantes mostraram mudanças substanciais tanto no conteúdo dos metabólitos quanto no enriquecimento com 13C de uma maneira independente da luz. Curiosamente, um aumento no enriquecimento de 13C nos carbonos 2, 3, 4 e 5 da glutamina e no carbono 4 do malato foi observado nos mutantes trxo1 e trxh2 na luz, respectivamente. Esses resultados sugerem que TRX o1 e TRX h2 restringem os fluxos de carbono para a síntese de glutamina e a atividade PEPc na luz, respectivamente. Nossos resultados coletivamente fornecem evidências de que o sistema TRX é um importante regulador das vias metabólicas associadas ao ciclo do TCA, e esse mecanismo ocorre independente da luz.