O perfil metabólito baseado na aplicação de análises multivariadas (análise de componentes principais, PCA) dos dados de espectrometria de massas com ionização electrospray (ESIMS) no modo positivo e de ressonância magnética nuclear (RMN) do ¹H de extratos brutos de espécies de Piper destacou algumas espécies caracterizadas pela produção de lignanas (P. solmsianum, P. truncatum e P. cernuum), neolignanas (P. regnellii) e cromenos (P. gaudichaudianum). Análises específicas em conjunto de espécies caracterizadas morfologicamente por apresentarem inflorescências pêndulas e globosas (P. caldense, P. carniconnectivum, P. bowiei e P. permucronatum) ou em espécies que produzem amidas indicaram o potencial mais significativo para tais análises como critério para estudos fitoquímicos posteriores. Análises intraespecíficas de plântulas das espécies P. solmsianum, P. regnellii e P. gaudichaudianum indicaram uma composição química nas folhas baseada na presença dos fenilpropanóides dilapiol e apiol, diferentemente do que produzem as plantas adultas. No caso das espécies que produzem amidas, a composição apresentou-se relativamente constante independentemente do estágio de desenvolvimento.

The metabolomic profiling based on the application of multivariate analysis (principal component analysis, PCA) of positive mode electrospray ionization mass spectrometric (ESIMS) and ¹H nuclear magnetic resonance (NMR) data of crude extracts highlighted some species characterized by lignans (P. solmsianum, P. truncatum and P. cernuum), neolignans (P. regnellii) and chromenes (P. gaudichaudianum). A specific analysis focusing on species having pendant and globular inflorescences (P. caldense, P. carniconnectivum, P. bowiei and P. permucronatum) or amides-producing species indicated higher potential of the methodology in determining similarities and establishing priorities for further phytochemical investigation. Such intraspecific analysis applied to analyzed seedling leaves of the P. solmsianum, P. regnellii and P. gaudichaudianum species revealed the production of dillapiole and apiole instead of lignans, neolignans or prenylated benzoic acid, produced by the adult leaves, respectively. In case of amides-producing species, a similar profile was observed regardless the developmental stage.

O sequenciamento dos genomas de diversos organismos tornou praticável a análise global da expressão gênica, fornecendo numerosas pistas quanto à função biológica e envolvimento de inúmeros genes nos processos biológicos estudados. A proteômica é um dos ramos da biologia molecular e da biotecnologia que passou por expressivo desenvolvimento na era pós-genômica. Apesar dos recentes avanços nas técnicas em proteômica, muito resta a ser aprimorado. Devido às particularidades do reino vegetal, várias abordagens devem ser adaptadas no sentido de aumentar a eficiência e a acurácia de resultados das análises proteômicas em plantas. Nesse sentido, os dados gerados pela proteômica podem contribuir substancialmente para a compreensão e acompanhamento de eventos fisiológicos e para o desenvolvimento de estratégias biotecnológicas. No que tange às espécies tropicais, as dificuldades são ainda maiores, devido ao fato de serem ricas em metabólitos secundários e ainda não terem seus genomas totalmente sequenciados. Esta revisão trata de tópicos atuais em estudos de proteômica de plantas, desafios e perspectivas, com ênfase em espécies tropicais.

Genome sequencing of various organisms allow global analysis of gene expression, providing numerous clues on the biological function and involvement in the biological processes studied. Proteomics is a branch of molecular biology and biotechnology that has undergone considerable development in the post-genomic era. Despite the recent significant advancements in proteomics techniques, still there is much to be improved. Due to peculiarities to the plant kingdom, proteomics approaches require adaptations, so as to improve efficiency and accuracy of results in plants. Data generated by proteomics can substantially contribute to the understanding and monitoring of plant physiological events and development of biotechnological strategies. Especially for tropical species, challenges are even greater, in the light of the abundance of secondary metabolites, as well as of the lack of complete genome sequences. This review discusses current topics in proteomics concerning challenges and perspectives, with emphasis on the proteomics of tropical plant species.

O objetivo deste trabalho foi a caracterização dos perfis protéicos expressos durante o desenvolvimento da semente de O. catharinensis, uma espécie recalcitrante, via eletroforese bidimensional. A extração de proteínas foi realizada utilizando tampão uréia/tiouréia seguido de uma etapa de precipitação com TCA 10%. A análise comparativa durante o desenvolvimento da semente mostrou um grande número de proteínas exclusivas em cada estádio do desenvolvimento. O estádio cotiledonar, que representa a fase de transição entre a embriogênese e o começo do metabolismo relacionado a maturação, apresentou o maior número de proteínas estádio-específicas. Proteínas relacionadas ao metabolismo oxidativo e a síntese de reservas foram identificadas via MS/MS. Estes resultados contribuem para o melhor entendimento do metabolismo de proteínas durante o desenvolvimento de sementes recalcitrantes, além de prover informações no estabelecimento de parâmetros para protocolos de embriogênese somática.

The aim of the present work was to characterize changes in the protein profile throughout seed development in O. catharinensis, a recalcitrant species, by two-dimensional gel electrophoresis. Protein extraction was undertaken by using a thiourea/urea buffer, followed by a precipitation step with 10% TCA. Comparative analysis during seed development showed that a large number of proteins were exclusively detected in each developmental stage. The cotyledonary stage, which represents the transition phase between embryogenesis and the beginning of metabolism related to maturation, presents the highest number of stage-specific spots. Protein identification, through MS/MS analysis, resulted in the identification of proteins mainly related to oxidative metabolism and storage synthesis. These findings contribute to a better understanding of protein metabolism during seed development in recalcitrant seeds, besides providing information on established markers that could be useful in defining and improving somatic embryogenesis protocols, besides monitoring the development of somatic embryos in this species.

Foram isoladas de extratos de folhas de Ocotea catharinensis Mez (Lauraceae) quatorze neolignanas sendo nove benzofurânicas (incluindo três novas substâncias 1e, 2f e 4b), uma secobenzofurânica inédita (3b), duas biciclo[3.2.1]octânicas (incluindo a nova 5c), dois novos dímeros biciclo[3.2.1]octânicos (7a e 7b) e ainda dois sesquiterpenos (incluindo o novo humulanol 9). Nos embriões somáticos de O. catharinensis foram identificadas sete neolignanas incluindo uma nova neolignana biciclo[3.2.1]octânica (4a).

The extracts from leaves of Ocotea catharinensis Mez (Lauraceae) were found to contain fourteen neolignans and two sesquiterpenes: nine benzofuran types (including three new compounds 1e, 2f and 4b), one new seco-benzofuran type (3b), two bicyclo[3.2.1]octane types (including the new compound 5c), two new dimers of bicyclo[3.2.1]octane type (7a and 7b) and two sesquiterpenes (including a new humulanol 9). In addition, seven neolignans were also showed to occur in somatic embryos of O. catharinensis including one new bicyclo[3.2.1]octane type (4a).