Procesos biológicos implicados en el control de la maduración y calidad de frutos de pimiento (Capsicum Annuum L.): Proteómica y antioxidantes

Abstract

La maduración de la mayoría de las especies del género Capsicum está caracterizada por un intenso metabolismo, emisión de compuestos volátiles, destrucción de las clorofilas y síntesis de nuevos pigmentos, formación de pectinas, síntesis de proteínas, alteración en el sabor, etc. El proceso de maduración ha sido objeto de interés de muchos investigadores, no solo por los espectaculares cambios que sufren los frutos, sino por la complejidad del mecanismo de biosíntesis de capsantina, una sustancia exclusiva que les da color a los mismos. Muchos de los cambios bioquímicos observados se corresponden con modificaciones en la célula. De hecho, los cloroplastos, que son los que contienen clorofila, se convierten en cromoplastos, que contienen carotenoides como pigmentos mayoritarios. En las mitocondrias, sin embargo, no se han descrito modificaciones ultraestructurales ni metabólicas destacables durante la maduración de los frutos. En los peroxisomas, se han descrito importantes cambios metabólicos; así se ha comprobado que la fotorrespiración es inhibida, mientras que la actividad de las enzimas del ciclo del glioxilato aumenta a lo largo del proceso de maduración. Teniendo en cuenta la importancia que tienen los peroxisomas en muchos procesos intrínsecos de la planta y como respuesta a estímulos externos, nos planteamos la importancia que puedan tener dichos orgánulos en la homeostasis celular durante el proceso de maduración de los frutos. Las aproximaciones tradicionales han permitido descifrar las principales rutas metabólicas y las funciones celulares en las que se encuentran implicados los distintos orgánulos. No obstante, quedan muchas incógnitas sobre determinados procesos fisiológicos que subyacen al proceso de maduración. A diferencia del genoma, que es un elemento estático a lo largo de la vida de un individuo, el proteoma tiene un carácter dinámico, puesto que la expresión de las proteínas cambia en las diferentes etapas del ciclo celular, así como en respuesta a acciones externas. Bajo esta premisa, este trabajo se planteó como la posibilidad de sentar las bases moleculares que permitieran conocer el desarrollo y la maduración de los frutos a nivel molecular, y así poder vincularlos con las características nutricionales de los mismos, haciendo para ello uso de la proteómica. Los resultados obtenidos indican que, en base a la abundancia relativa de las proteínas, en la maduración de los frutos, interviene de manera fundamental el metabolismo oxidativo y el relacionado, sobre todo, con la degradación de proteínas. Los datos obtenidos en el análisis del proteoma de los peroxisomas corroboran la importante función que desarrollan la catalasa y las superóxido dismutasas, además de la existencia de enzimas características de rutas que hasta ahora se creía que se producían de manera alternativa. Por último, el análisis del nitro-proteoma, revela que esta modificación post-traduccional, propiciada probablemente por el peroxinitrito, es un evento consustancial a la maduración de los frutos de pimiento, donde la catalasa vuelve a ejercer un papel crucial.