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de Souza Cândido E, e Silva Cardoso MH, Sousa DA, Viana JC, de Oliveira-Júnior NG, Miranda V, Franco OL. The use of versatile plant antimicrobial peptides in agribusiness and human health. Peptides 2014; 55:65-78. [PMID: 24548568 DOI: 10.1016/j.peptides.2014.02.003] [Citation(s) in RCA: 79] [Impact Index Per Article: 7.9] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Submit a Manuscript] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 01/16/2014] [Revised: 02/05/2014] [Accepted: 02/07/2014] [Indexed: 12/11/2022]
Abstract
Plant immune responses involve a wide diversity of physiological reactions that are induced by the recognition of pathogens, such as hypersensitive responses, cell wall modifications, and the synthesis of antimicrobial molecules including antimicrobial peptides (AMPs). These proteinaceous molecules have been widely studied, presenting peculiar characteristics such as conserved domains and a conserved disulfide bond pattern. Currently, many AMP classes with diverse modes of action are known, having been isolated from a large number of organisms. Plant AMPs comprise an interesting source of studies nowadays, and among these there are reports of different classes, including defensins, albumins, cyclotides, snakins and several others. These peptides have been widely used in works that pursue human disease control, including nosocomial infections, as well as for agricultural purposes. In this context, this review will focus on the relevance of the structural-function relations of AMPs derived from plants and their proper use in applications for human health and agribusiness.
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Affiliation(s)
- Elizabete de Souza Cândido
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília, DF, Brazil; Centro de Análises Proteômicas e Bioquímicas, Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília, DF, Brazil
| | - Marlon Henrique e Silva Cardoso
- Centro de Análises Proteômicas e Bioquímicas, Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília, DF, Brazil
| | - Daniel Amaro Sousa
- Centro de Análises Proteômicas e Bioquímicas, Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília, DF, Brazil; Programa de Pós-Graduação em Patologia Molecular, Universidade de Brasília, Brasília, DF, Brazil
| | - Juliane Cançado Viana
- Centro de Análises Proteômicas e Bioquímicas, Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília, DF, Brazil; Programa de Pós-Graduação em Patologia Molecular, Universidade de Brasília, Brasília, DF, Brazil
| | - Nelson Gomes de Oliveira-Júnior
- Centro de Análises Proteômicas e Bioquímicas, Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília, DF, Brazil; Programa de Pós-Graduação em Biologia Animal, Universidade de Brasília, Brasília, DF, Brazil
| | - Vívian Miranda
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília, DF, Brazil; Centro de Análises Proteômicas e Bioquímicas, Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília, DF, Brazil
| | - Octávio Luiz Franco
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília, DF, Brazil; Centro de Análises Proteômicas e Bioquímicas, Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília, DF, Brazil; Programa de Pós-Graduação em Patologia Molecular, Universidade de Brasília, Brasília, DF, Brazil.
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Cândido EDS, Fernandes GDR, de Alencar SA, Cardoso MHES, Lima SMDF, Miranda VDJ, Porto WF, Nolasco DO, de Oliveira-Júnior NG, Barbosa AEADD, Pogue RE, Rezende TMB, Dias SC, Franco OL. Shedding some light over the floral metabolism by arum lily (Zantedeschia aethiopica) spathe de novo transcriptome assembly. PLoS One 2014; 9:e90487. [PMID: 24614014 PMCID: PMC3948674 DOI: 10.1371/journal.pone.0090487] [Citation(s) in RCA: 16] [Impact Index Per Article: 1.6] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 06/25/2013] [Accepted: 02/01/2014] [Indexed: 01/19/2023] Open
Abstract
Zantedeschia aethiopica is an evergreen perennial plant cultivated worldwide and commonly used for ornamental and medicinal purposes including the treatment of bacterial infections. However, the current understanding of molecular and physiological mechanisms in this plant is limited, in comparison to other non-model plants. In order to improve understanding of the biology of this botanical species, RNA-Seq technology was used for transcriptome assembly and characterization. Following Z. aethiopica spathe tissue RNA extraction, high-throughput RNA sequencing was performed with the aim of obtaining both abundant and rare transcript data. Functional profiling based on KEGG Orthology (KO) analysis highlighted contigs that were involved predominantly in genetic information (37%) and metabolism (34%) processes. Predicted proteins involved in the plant circadian system, hormone signal transduction, secondary metabolism and basal immunity are described here. In silico screening of the transcriptome data set for antimicrobial peptide (AMP) –encoding sequences was also carried out and three lipid transfer proteins (LTP) were identified as potential AMPs involved in plant defense. Spathe predicted protein maps were drawn, and suggested that major plant efforts are expended in guaranteeing the maintenance of cell homeostasis, characterized by high investment in carbohydrate, amino acid and energy metabolism as well as in genetic information.
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Affiliation(s)
- Elizabete de Souza Cândido
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília-DF, Brazil; Centro de Análises Proteômicas e Bioquímicas, Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília-DF, Brazil
| | - Gabriel da Rocha Fernandes
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília-DF, Brazil
| | - Sérgio Amorim de Alencar
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília-DF, Brazil
| | - Marlon Henrique e Silva Cardoso
- Centro de Análises Proteômicas e Bioquímicas, Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília-DF, Brazil
| | - Stella Maris de Freitas Lima
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília-DF, Brazil; Centro de Análises Proteômicas e Bioquímicas, Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília-DF, Brazil
| | - Vívian de Jesus Miranda
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília-DF, Brazil; Centro de Análises Proteômicas e Bioquímicas, Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília-DF, Brazil
| | - William Farias Porto
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília-DF, Brazil; Centro de Análises Proteômicas e Bioquímicas, Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília-DF, Brazil
| | - Diego Oliveira Nolasco
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília-DF, Brazil; Curso de Física, Universidade Católica de Brasília, Brasília - DF, Brazil
| | - Nelson Gomes de Oliveira-Júnior
- Centro de Análises Proteômicas e Bioquímicas, Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília-DF, Brazil; Programa de Pós-Graduação em Biologia Animal, Universidade de Brasília, Brasília-DF, Brazil
| | - Aulus Estevão Anjos de Deus Barbosa
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília-DF, Brazil; Centro de Análises Proteômicas e Bioquímicas, Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília-DF, Brazil
| | - Robert Edward Pogue
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília-DF, Brazil
| | - Taia Maria Berto Rezende
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília-DF, Brazil; Centro de Análises Proteômicas e Bioquímicas, Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília-DF, Brazil; Curso de Odontologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília - DF, Brazil
| | - Simoni Campos Dias
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília-DF, Brazil; Centro de Análises Proteômicas e Bioquímicas, Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília-DF, Brazil
| | - Octávio Luiz Franco
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília-DF, Brazil; Centro de Análises Proteômicas e Bioquímicas, Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília-DF, Brazil
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