Terpenos

Os terpenos ou terpenóides, ou ainda isoprenóides, se constituem na maior classe de produtos secundários, caracterizados principalmente

plantas (RODRIGUEZ-CONCEPCIÓN & BORONAT, 2002; TAIZ & ZEIGER, 1998) e na atração de polinizadores, na dispersão de sementes por animais e como aleloquímicos, que influenciam a competição entre espécies de plantas (RODRIGUEZ-CONCEPCIÓN & BORONAT, 2002). São lipídios sintetizados a partir de acetilCoA ou de intermediários da glicólise, que se pode separar em cinco subclasses mais importantes: monoterpenos, sesquiterpenos, diterpenos, triterpenos e politerpenos. As enzimas terpeno-sintases (TPSs) catalisam a formação de esqueletos de carbono do terpeno básico de intermediários acíclicos fosforilados, convertendo geranil difosfato (10 C), farnesil difosfato (15 C) e geranilgeranil difosfato (20 C), respectivamente, em monoterpenos, sesquiterpenos e diterpenos (LU et al., 2002; MARTIN, et al., 2003).

Os monoterpenos (com 10 carbonos) são sintetizados nos plastídios. Os monoterpenos emitidos pelas plantas constituem na maior fonte de compostos orgânicos voláteis (VOC) na atmosfera, participando com importante parcela da química atmosférica (NIINEMETS et al., 2002). Entretanto o mais conhecido dos monoterpenos não compõe o grupo dos VOC. São os piretróides, que ocorrem em folhas e flores de várias espécies de Chrysanthemum, com forte ação inseticida (TAIZ & ZEIGER 1998). Nas coníferas são bem conhecidos os monoterpenos alfa –pineno, limoneno e mirceno, tóxicos a numerosos insetos. Muitas coníferas respondem a infestações produzindo quantidade adicional de monoterpenos (MARTIN et al., 2003). Bastante conhecidos são, por exemplo, os terpenos pineno, limoneno e terpineno de Citrus limon, cujos genes que codificam as três enzimas respectivas monoterpeno sintetases foram transferidos para o tabaco (cultivar Petit Havana) com sucesso (LUCKER et al., 2004). Sob o ponto de vista econômico, a espécie mais importante na produção de monoterpeno é a Mentha piperita, da família Lamiaceae, que produz altos teores de monoterpenos p-mentana.

Muitas plantas contêm misturas voláteis de monoterpenos e sesquiterpenos, chamadas de óleos essenciais. Geralmente têm ação

repelente sobre herbívoros e podem servir como atraentes de inimigos naturais de fitófagos (TAIZ & ZEIGER, 1998; RODRIGUEZ- CONCEPCIÓN & BORONAT, 2002). Em milho (Zea mays), imediatamente após o ataque de Spodoptera littoralis, há a emissão de mono e sesquiterpenos voláteis, alguns já identificados, que são utilizados por vespas parasitas para localizar as larvas do lepidóptero, que são seus hospedeiros naturais (SCHNEE et al., 2002).

Os sesquiterpenos (isoprenóides de 15 carbonos derivados de três unidades de isopreno), que são encontrados nos óleos essenciais, podem atuar como fitoalexinas antimicrobianas e como anti-herbívoros (RODRIGUEZ-CONCEPCIÓN & BORONAT, 2002). O gossipol, encontrado no algodão, além de ser responsável por significativa resistência a insetos, tem ação fungicida e bactericida, juntamente com outros sesquiterpenos (TAIZ & ZEIGER, 1998). Observa-se, portanto, que alguns compostos podem ter múltipla função, um tipo de economia biológica.

Os diterpenos (C20) incluem a cadeia lateral de clorofila, filoquinonas e tocoferol, giberelinas, fitoalexinas e taxol (RODRIGUEZ-CONCEPCIÓN & BORONAT, 2002). Diterpenos como, por exemplo, as resinas, têm demonstrado ser tóxicos e deterrentes alimentar aos herbívoros (TAIZ & ZEIGER, 1998).

Os triterpenos (C30) como os fitosteróis, brassinosteróides e algumas fitoalexinas, toxinas e graxas, resultam geralmente da união de duas cadeias de 15 carbonos (RODRIGUEZ-CONCEPCIÓN & BORONAT, 2002). Os esteróides são os mais importantes desta subclasse (TAIZ & ZEIGER, 1998). Por exemplo, as fitoecdisonas formam um grupo de esteróides de plantas com a mesma estrutura básica dos hormônios de insetos e quando ingerido pelos mesmos, interfere nos processos de desenvolvimento com conseqüências letais. Outro grupo de triterpeno anti-herbívoro é o dos limonóides. Talvez o mais poderoso deterrente de

baixas como 50 ppb, além de outros efeitos tóxicos. Cardenolides e saponinas são tóxicos a muitas espécies de animais, inclusive aos mamíferos.

Dentre as mais promissoras moléculas deste grupo estão as acetogeninas, exclusiva da família das anonáceas, ácidos graxos constituídos de 32 ou 34 carbonos, com mais de 400 compostos já identificados e com potencial inseticida (JOHNSON et al., 2000).

Os tetraterpenos, com 40 carbonos, que tem como principal representante o grupo dos carotenóides, e os politerpenos que incluem ubiquinona e plastiquinona (RODRIGUEZ-CONCEPCIÓN & BORONAT, 2002), não parecem ter grande importância como metabólitos de defesa das plantas.

É nas coníferas que os terpenos ou terpenóides têm sido mais bem estudados, tendo sido já identificados diversos terpenos de produção constitutiva e induzíveis pelo sistema de defesa das plantas (McKAY et al., 2003; MARTIN et al., 2003).

Os terpenos de expressão constitutiva se compõem na estratégia de defesa prévia das plantas contra estresses bióticos e abióticos e se, por um lado, significam um gasto a mais de energia, por outro, devem ter um significado evolutivo compensador, favorecendo a seleção desses tipos de mutantes. Entretanto, a defesa induzida, biologicamente, mais econômica, para que tenha valor adaptativo, deve ser extremamente eficiente, desde a rapidez da resposta e quantidade de metabólito produzido, até a eficiência da molécula de defesa. Com isto, ganha em importância o estudo dos metabólitos secundários induzidos pelo sistema de defesa.

Em Picea abies ferimentos induzem acúmulo de terpenos. Entretanto foi possível dobrar a produção de monoterpenos e sesquiterpenos nas acículas desta espécie, pela aplicação exógena de metil-jasmonato (sem necessidade de dano mecânico) e quintuplicar a emissão destes metabólitos pelas partes aéreas (MARTIN et al., 2003). Dentre as

moléculas induzidas por metil-jasmonato, linaool e (E)- - farnesene foram os mais característicos e mais importantes produtos e que são quase que completamente ausentes na resina das acículas de P. abies.

McKAY et al. (2003) compararam, em Sitka spruce (Picea sitchensis), os níveis de transcritos de monoterpenos sob o ataque de Pissodes strobi (Curculionidae) e em simulação do ataque do inseto por dano mecânico. Em ambos os casos houve aumento dos níveis de m-RNA, mas a expressão gênica foi induzida mais rapidamente pelo ataque dos insetos. Foi identificada uma pineno-sintase relacionada a dois pinenos conhecidos como constituintes da resina do tronco de S. spruce e que aumentam muito com o ataque do herbívoro.

Muitos compostos comercialmente importantes, dentre os quais, os agroquímicos, são originados de terpenóides e embora a engenharia genética pareça ser uma poderosa ferramenta para dirigir a produção de metabólitos primários e secundários nas plantas, somente uma parcela relativamente pequena de rotas envolvidas na biossíntese de seus precursores estava disponível até muito recentemente (RODRIGUEZ- CONCEPCIÓN & BORONAT, 2002).