Fitoquelatinas (PCs) foram inicialmente descobertas como sendo ligantes de Cd do tipo "Cadystins A e B" em uma levedura e, em seguida, em várias plantas, como componentes principais dos complexos de ligação ao metal Cd. As PCs têm como estrutura geral (gama-glutamil-cisteina)n-glicina (n=2-11), assim como variantes com unidades repetidas de gama-glutamil-cyteinil, que são formadas em plantas e levedura. As PCs são capazes de se ligar a vários metais, incluindo Cd, Cu, Zn ou As, mediante os resíduos sulfidrila e carboxila, porém sua síntese é controlada, preferencialmente, pelo metal Cd ou pelo metalóide As. As PCs são sintetizadas a partir da glutationa (gama-glutamil-cisteinil-glicina) em passos catalisados pela enzima PC sintase. Os genes (CAD1, PCS1), que codificam a enzima, foram isolados de plantas, levedura e alguns animais. Estudos de inibição da síntese de PC via glutationa demonstraram seu papel fundamental na destoxificação de metais em levedura e fungos, algas verdes e algumas plantas aquáticas, assim como em células em suspensão e tecidos intactos de plantas superiores. A superexpressão dos genes da PC sintase levou ao aumento da tolerância ao Cd em leveduras e bactérias, mas não em todas as plantas superiores, particularmente nas espécies acumuladoras de metais. As espécies de plantas denominadas de "hiperacumuladoras" de Cd, Zn, Ni e As apresentam como característica comum, o transporte maciço para as partes aéreas, além da capacidade do sistema radicular de formar as PCs. Esses dados sugerem que a destoxificação de metais por PCs pode ser um tipo de mecanismo de defesa evolutivamente antigo, estabelecido em microalgas ou microfungos, tendo o mecanismo adicional independente de PCs via sistema vascular de transporte se estabelecido, posteriormente, em plantas superiores. Reajustes de ambos os mecanismos, dependente e não dependente de PCs, ao nível dos sítios de ligação de metais no simplasto e apoplasto das partes aéreas das plantas, podem ser efetivos para posterior melhoria dos sistemas de destoxificação de metais e para as características de tolerância de plantas superiores sob as mais variadas condições.
arsênico; fitorremediação; metal pesado; peptídeos ligantes de cádmio; tolerância
