1) O documento discute a aplicação da proteômica no estudo da eficiência alimentar de bovinos, comparando o proteoma do fígado de animais de alta e baixa eficiência. 2) A proteômica permite mapear as proteínas expressas em um tecido, complementando os dados de genômica e ajudando a entender os mecanismos fisiológicos. 3) Estudos anteriores identificaram diferenças no perfil proteômico do fígado associadas a condições como cetose, ra

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Universidade de São Paulo
Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos
Programa de Pós-Graduação em Zootecnia
Disciplina: Tópicos Avançados em Biologia
Celular e Molecular e Genética Animal
Docente: Dr. José Bento Sterman Ferraz
Pirassununga,
23 de abril de 2014
Leydiana Duarte Fonseca
Proteômica em fígado de bovinos de alta e baixa
eficiência alimentar
 World Livestock 2011- Livestock in food security (FAO):
 projeções para 2050: ↑ 73% no consumo de proteína
animal.
 Inevitável intensificação da produção pecuária.
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Introdução
O uso de novos métodos que proporcionem
melhorias na produção de bovinos de corte
torna-se de grande relevância.
Demanda Competitividade

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 Efetivo bovino brasileiro: ≈ 211,279 milhões (IBGE, 2012).
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Introdução
90% Nelore
(ABIEC, 2011).
2º > rebanho mundial;
2º > produtor e exportador
de carne bovina.
2014: recorde de produção de 9,9
milhões de ton. (↑3% 2013) (USDA, 2013).
80% Bos indicus.
20,74%
34,26%
18,55%
13,08%
13,37%
Fig. 1: Distribuição do rebanho bovino brasileiro por regiões.
Fonte: Adaptado de: http://www.anttur.org.br/uploads/paginas/image/
institucional/mapa-brasil-regioes
 Custos com alimentação podem ultrapassar 60% do total
da produção (ANDERSON et al., 2005).
 Bovinos: 5% do total de energia consumida durante o ciclo
de vida é destinado a deposição de proteínas;
 Suínos e aves: 14 e 22%, respectivamente (RITCHIE, 2001).
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Eficiência alimentar
Viabilidade da criação: ↓ custos →↓ alimento
consumido / kg carne produzido.
↑ EA
Sustentabilidade: animais mais eficientes →↓
áreas de pastagens e produção de poluentes.
(BASARAB et al., 2003).

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 Indicadores EA: auxiliar na seleção de animais mais
vantajosos.
 Conversão alimentar (CA): razão entre o consumo de
matéria seca (CMS) diário observado e o ganho médio
diário (GMD).
 Taxa de crescimento relativo (TCR): razão da diferença do
logaritmo do peso final e do logaritmo do peso inicial pelo
tempo em confinamento.
 Eficiência parcial de crescimento (EPC): razão do GMD
pela diferença do CMS observado e do CMS estimado para
mantença.
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Eficiência alimentar
(GRION, 2012).
 Consumo alimentar residual (CAR) - Koch et al. (1963):
correção do consumo alimentar para o peso do animal e
para o ganho em peso.
 Diferença do consumo observado e do consumo estimado
em função do peso metabólico (PV0,75) e do GMD.
 Principal vantagem: comparação do CMS dos animais
independente das diferenças de tamanho ou da taxa de
crescimento.
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Eficiência alimentar
(GRION, 2012).

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 Ganho de peso residual (GPR) - Koch et al. (1963):
quantidade de peso que um animal ganha acima ou abaixo
da estimativa de ganho de peso baseada na ingestão de
matéria seca e no seu peso vivo médio (CROWLEY et al., 2010).
 Consumo e ganho residual (CGR): soma do CAR com o
GPR, onde cada um tem a mesma ponderação após
transformação do CAR + em favorável pela multiplicação
por -1 (BERRY; CROWLEY, 2012).
 Animais de crescimento rápido e consumo menor que o
esperado, proporcionalmente, sem diferenças no peso vivo.
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Eficiência alimentar
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Biologia molecular
Ganhos genéticos.
Métodos
tradicionais
de MA
Biologia
sistêmica
(BERRY et al., 2011).
↑↑↑ Ganhos genéticos.
Genômica
Transcriptômica
Metabolômica
Proteômica
Bioinformática

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Biologia molecular
Equilíbrio sustentável entre
produtividade, qualidade do produto e
bem-estar animal.
Conhecimento
do organismo
Biomarcadores
(BENDIXEN et al., 2011).
 Projetos genoma: englobam o sequenciamento dos
conjuntos de genes de um organismo inteiro ou de apenas
parte dele.
 Não revelam dados sobre a expressão dos genes, a
quantidade expressa e o funcionamento dos seus produtos.
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Biologia molecular
Genoma
funcional
Transcriptômica
Proteômica
(SILVA et al., 2007).

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 Caracterização em larga escala do conjunto de proteínas
expressas em uma célula ou tecido (WILKINS et al., 1996), sendo
este conjunto denominado de proteoma (SILVA et al., 2007).
 O proteoma é dinâmico e variável.
 Genomas humano e bovino: 20 mil a 30 mil genes, sendo o
proteoma potencialmente mais complexo.
 splicing alternativo, modificação pós-tradução e interações
proteína-proteína (BERRY et al., 2011).
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Proteômica
 Estrutura, função e controle dos sistemas biológicos por
meio da análise das propriedades das proteínas.
 Traduzir a informação genômica, que é diversa e ambígua,
em concreta e quantificável dentro dos sistemas biológicos
de proteínas (ZAPATA et al., 2012).
 Complementar os dados de análise e sequenciamento de
genomas, com grande contribuição no entendimento das
redes de funcionamento e regulação celular (SILVA et al., 2007).
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Proteômica
Elo entre o genótipo e o fenótipo de um organismo.

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 Descoberta de vias metabólicas nas diversas etapas
celulares;
 identificação de moléculas bioativas em extratos
biológicos naturais;
 identificação e caracterização de marcadores biológicos.
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Proteômica
(ROCHA et al., 2005).
Ferramenta para estudos sobre a fisiologia e a genética
de vários organismos vivos (ROSSIGNOL et al., 2006).
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Proteômica do fígado
• Metabolismo de lipídios e carboidratos;
• síntese de ácidos graxos e proteínas;
• produção da bile; processos de desintoxicação;
• síntese de ureia;
• armazenamento de glicogênio e vitaminas.
(JIANG et al., 2013; MOLETTE et al., 2012).
Fig. 2: Fígado de ruminantes.
Fonte: http://anato2vet.blogspot.com.br/2013/
04/figado-e-pancreas.html
• Órgão central para a rede de distribuição energética.
• Processamento de produtos da digestão e gerenciamento do
fornecimento de nutrientes para suprir as necessidades do
organismo (DOELMAN et al., 2012).

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Proteômica do fígado
Função essencial no metabolismo intermediário e
nas respostas homeostáticas para alterações
nutricionais (VALLE et al., 2008).
 Talamo et al. (2003) e D’Ambrosio et al. (2005): mapas
proteômicos de Bos taurus.
 Fígado, rim, músculo, sangue e plasma.
 484 spots – 112 corresponderam a 58 proteínas.
 Geração de energia, metabolismo de carboidratos, lipídios,
aminoácidos e xenobióticos, além de envolvidas na síntese
de polipeptídios, flexibilidade e estrutura celular.
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Proteômica do fígado
Fig. 3: Mapa proteômico de fígado bovino por 2-DE.
Fonte: Talamo et al., 2003.
Fig. 4: Proteínas identificadas no mapa 2-DE de células do fígado bovino.
Fonte: D’Ambrosio et al., 2005.

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 Tisujita et al. (2008):
 Determinar o estado de diferenciação de progenitores das
células da glândula salivar (células-tronco) de suínos,
comparando amostras da glândula salivar e do fígado.
 117 proteínas na glândula salivar e 154 no fígado, das
quais 72 e 109 foram específicas para cada órgão,
respectivamente.
 Base para pesquisas de padrão de diferenciação na
expressão da proteína por células-tronco.
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Proteômica do fígado
 Xu et al. (2008):
 Diferenças nos níveis de expressão de proteínas hepáticas
de vacas Holstein saudáveis e em quadros de cetose.
 Cinco enzimas foram identificadas como ≠ expressas no
fígado de vacas com cetose:
 sub-reguladas: acetil coenzima-A-acetiltransferase-2; 3-
hidroxiacil-CoA desidrogenase tipo-2 e fator de
elongação Tu;
 supra-reguladas: creatina-quinase e alfa-enolase.
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Proteômica do fígado

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 Miarelli e Signorelli (2009):
 Mapas proteômicos do fígado de Chianina e Holstein.
 649 spots: 9 ≠ expressos (supra-reguladas).
 Chianina: Cadeia C (estrutura cristalina fibrinogênio
bovino modificado) – coagulação sanguínea; Galactose
mutarotase – metabolismo de CHO’s; Fumarilacetoacetato
hidrolase – catabolismo da Tyr e Phe; Frutose-1,6-
difosfatase – gliconeogênese; Sulfotransferase citosólica –
desintoxicação.
 Holstein: Argininosuccinato liase – ciclo da ureia; Acetil-
coA aciltransferase-1 – degradação de ác. graxos; Anexina
IV – proteína de ligação da membrana.
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Proteômica do fígado
 Pouco utilizada em estudos com fígado de animais de
produção.
 Os projetos desenvolvidos permitem, além de melhor
entendimento do funcionamento do próprio órgão, maior
compreensão de aspectos bioquímicos e fisiológicos do
metabolismo animal como um todo.
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Proteômica do fígado
(MOLETTE et al. 2012).

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Considerações finais
Fig. 7: Bovinos Nelore.
Fonte: http://www.emater.go.gov.br/wp-
content/uploads/2011/06/Foto-nelores-copy.jpg
Fig. 6: Fígado.
Fonte: http://www.pawelmazur.org/blog/wp-
content/uploads/2010/07/liver.jpg
Fig. 8: Carne bovina.
Fonte: http://www.comerciode
carnes.com.br/img/dummies/carne_
bovina.png
Fig. 9: Crescimento econômico.
Fonte: http://blog.bariguicreditointeligente.com.br/
wp-content/uploads/2013/01/lucro.jpg
Fig. 5: Estrutura cristalina da catalase
do fígado de bovinos sem NADPH.
Fonte: http://www.ionchannels.org/pdb-
image/1TGU.jpg
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Referências
Obrigada!