Se seleccionaron los tratamientos de AITC 0,5 mM con 6 y 12 horas (h) de exposición para determinar los niveles de metionina, S-adenosilmetionina (SAM), 1-aminociclopropano-1-carboxilato sintasa (ACC), contenido de ácido 1-aminociclopropanoico -1 - ácido carboxílico (ACC), 1-aminociclopropano-1-carboxilato oxidasa (ACCo) y producción de etileno. En este contexto, el objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de los isotiocianatos en la producción de.
Producción
Sin embargo, en 2011 México fue el primer exportador de tomate y el principal importador fue Estados Unidos de América (SAGARPA, 2012). La producción nacional de tomate en 2012 fue de 2727.691 millones de toneladas (SAGARPA, 2013); Sinaloa es el principal país productor, cuya producción representó el 35% del total nacional (SAGARPA, 2010).
Calidad Postcosecha
La mayoría compra basándose en la apariencia y el tacto, su satisfacción depende de la calidad comestible (Kader, 2002). La forma del tomate se expresa en términos de la proporción del diámetro ecuatorial y longitudinal del fruto.
Maduración
La evolución de la maduración fisiológica sólo se complementa suficientemente cuando el fruto está en la planta. El segundo signo característico de la maduración es el ablandamiento asociado al cambio de color.
Biosíntesis
También sirve como fuente de átomos de azufre en la síntesis de biotina y ácido lipoico (Brosnan y Brosnan, 2006). La actividad ACC oxidasa se ha asociado con la integridad de las membranas celulares (Abeles et al., 1992).
Activación del etileno
20 actividad, mientras que acelera la síntesis de la enzima, pero en concentraciones elevadas (5-10%) inhibe su actividad. Estas observaciones facilitaron el aislamiento y caracterización de la ACC oxidasa en los tejidos de varias especies, lo que llevó a sugerir que la enzima puede funcionar como una monooxigenasa que requiere ascorbato como donante de hidrógeno, oxígeno y Fe2+ (Fernández-Maculet et al., 1992). ). Dado que el nivel de actividad de la ACC oxidasa suele ser mayor que el requerido por muchos tejidos, esto puede reflejarse en un aumento significativo de la actividad durante la maduración del fruto y en respuesta a la exposición al etileno (Cruz et al., 2010).
21 el aislamiento del gen (Nr) durante la maduración que identificó el primer receptor de etileno (Jeong et al., 2002; Giovannoni, 2004).
Inhibición
22 Además de estos compuestos que inhiben el etileno, existen ciertas sustancias que afectan no solo la síntesis de etileno, sino también su efecto sobre los tejidos. Es decir, actúan sobre los receptores de etileno o sobre su ruta de transmisión de señales, así como sobre la utilización del ion cobalto (Lau y Yang, 1976). Los compuestos volátiles como el transcicloocteno y el ciscicloocteno son inhibidores competitivos del receptor de etileno (Sisler et al., 1990).
Otros compuestos que también han mostrado inhibición de la síntesis de etileno son el 2,4-dinitrofenol (Yu et al., 1980) y el isotiocianato de bencilo (Patil y Tang, 1974).
Estructura química
Los isotiocianatos son sustancias producidas por diversas plantas pertenecientes a las familias Brassicaceae, Capparaceae y Caricaceae como sistema de defensa contra ataques de patógenos (Tiznado y Troncoso, 2006). Es posible obtener un amplio espectro de isotiocianatos dependiendo del grupo “R” presente en la molécula de glucosinolato (Rosa y Rodríguez, 1999). En algunos casos, estos compuestos son inestables y se descomponen rápidamente para formar una variedad de otros compuestos (Rosa y Rodrígues, 1999).
Estos compuestos se localizan en las vacuolas de células vegetales pertenecientes a las familias Brassicaceae, Capparaceae y Caricaceae y pueden ser hidrolizados en la misma planta mediante enzimas citoplasmáticas hidrolíticas llamadas mirosinasas (Stoewsand, 1995).
Propiedades de los isotiocianatos
Asimismo, se evaluó la evolución de etileno en las rodajas 3 horas después de la aplicación del compuesto. Los autores observaron que la aplicación de bencilo ITC 0,046 mM provocó una inhibición del 60% de la producción de etileno; Los autores informaron que, además del efecto antifúngico, se observó que el isotiocianato de bencilo aplicado a una concentración de 0,56 mg/L (5,64 µM) durante 36 horas reducía significativamente la producción de etileno.
Estos estudios sugieren la posible participación de los isotiocianatos en la inhibición de la síntesis de etileno.
Mecanismo de acción
Asimismo, en un estudio similar realizado en laboratorio, se encontró que la aplicación de alil ITC a una concentración de 0,56 mg/L durante el mismo tiempo en frutos de tomate redujo significativamente la producción de etileno y hubo una inhibición completa del nivel. . actividad de la enzima ACC oxidasa (Troncoso et al., 2005). Recientemente, Nakamura et al. (2009) evaluaron la reactividad del isotiocianato de 2-propenilo (isotiocianato de alilo, AITC) con lisina en proteínas en condiciones neutras. Con base en lo anterior, los autores proponen un posible mecanismo para la reacción de los isotiocianatos con residuos de cisteína y lisina, en el que se produce una reacción reversible de los residuos de cisteína con un grupo sulfhidrilo a través de un enlace disulfuro; De manera similar, se produce una reacción irreversible de los residuos de lisina con un grupo amino a través de un enlace amino, formando un producto estable (Nakamura et al., 2009).
Se ha informado que tanto la ACC sintasa como la ACC oxidasa presentan residuos de lisina en su sitio activo; mientras que en el caso de SAM se ha reportado la presencia de residuos de cisteína (Pesis et al., 1995; Zhang et al., 2004; Nakamura et al., 2009) (Figura 6).
Color
Spa= Área de muestra; Stc= concentración estándar (μ/L); hs= Volumen del espacio de cabeza (L); Stpa= área estándar; W= Peso de la muestra (Kg); t= Tiempo de incubación de la muestra (h). Después de recolectar los frutos, se colocó uno dentro de una bolsa de polietileno de baja densidad (LDPE, 100 µm de espesor, 15 x 25 cm). 33 Luego se colocó el papel de filtro dentro de un vaso de precipitado y finalmente se colocó el vaso de precipitado + papel de filtro dentro de la bolsa plástica que contenía los frutos de tomate.
La bolsa se cerró con sellador manual y se colocó a 20 °C, permitiendo la liberación de los compuestos volátiles durante 0, 6, 12 y 24 h.
Determinación de la producción de etileno
La metionina se identificó y cuantificó según el tiempo de retención y las áreas en comparación con un estándar comercial de metionina. Para la determinación de SAM se utilizó un cromatógrafo líquido de alta presión (HPLC) acoplado a un detector UV-visible (260 nm). Se utilizó una columna de fase reversa C18 HP de 250 mm x 0,3 de diámetro interno con un tamaño de partícula de 5 µm.
SAM se identificó y cuantificó por tiempo de retención y áreas relativas a un estándar de yoduro SAM comercial (Sigma, Chemical Co., St. Louis).
Determinación de la actividad enzimática de ACC sintasa
Para la determinación de SAM se utilizó el método reportado por Van de Poel (2010) con modificaciones. El segundo sobrenadante se obtuvo después de filtración a través de un filtro de tamaño de poro de 45 µm.
Determinación del contenido de ACC
La actividad de la ACC oxidasa “in vivo” se determinó según el método informado por Lizada y Yang, (1979). Se incubaron diez cortes de tejido fresco con un diámetro de 8 mm durante 1 hora en placas de Petri que contenían una solución de ACC 5 mM. A esta concentración de ACC, la capacidad de producción de etileno del tejido estaba completamente saturada.
Se extrajo 1 ml de gas del tubo y se determinó la concentración de etileno como se mencionó anteriormente en la sección 5.1.2.
Determinación de la producción de etileno
La producción de etileno en tomate se vio afectada por la exposición a isotiocianatos. La Figura 7 muestra los resultados del efecto del isotiocianato de alilo sobre la producción de etileno en tomate. La Figura 8 muestra la producción de etileno en frutos de tomate expuestos a diferentes concentraciones de isotiocianato de bencilo.
Después de 6 horas de exposición, se observó una reducción en la producción de etileno del 52,5%; mientras eran las 12 en punto.
Contenido de metionina
En este sentido, en esta parte del estudio se analiza el efecto de la exposición durante 6 y 12 horas a AITC 0,5 mM sobre el contenido de metionina, SAM, contenido de ACC, niveles de actividad de ACC sintasa y ACC oxidasa y finalmente sobre la producción de etileno en frutos de tomate. La Figura 10 muestra el contenido de metionina de frutos expuestos durante 6 horas y 12 horas a AITC, en relación al tiempo posterior a la exposición. Los frutos control tuvieron un contenido de metionina entre 31 y 33 nmol g-1 p.f a las 0 y 24 h, respectivamente, valores que se mantuvieron constantes durante las 24 h posteriores a la exposición.
Por otro lado, cuando se trata de frutos expuestos durante 12 horas, se puede observar una disminución significativa en el contenido de metionina a las 6 y 24 horas después de la exposición, con respecto a los demás tratamientos.
Contenido de S-Adenosil-L-metionina (SAM)
La Figura 11 muestra los resultados del efecto de la exposición de 6 y 12 h a AITC 0,5 mM sobre el contenido de SAM del tomate, evaluado durante 24 h a 20 °C. Por otro lado, los frutos expuestos a AITC presentaron contenido de SAM entre 30 y 130 nmol g-1 p.f., el cual fue estadísticamente menor en comparación con el control. De manera similar, se observaron cambios en el contenido de SAM durante la evaluación de 24 h después de la exposición al isotiocianato de alilo.
Sin embargo, la figura muestra que después de 6 horas de evaluación, el contenido de SAM en la fruta tratada fue muy similar al contenido encontrado en
Actividad de ACC sintasa (ACCs)
El comportamiento en los niveles de actividad de la ACC sintasa es muy similar al observado en el contenido de SAM, principalmente durante las primeras 6 horas de evaluación. Los frutos de tomate expuestos a isotiocianato de alilo durante 6 y 12 h presentaron niveles significativamente más bajos de actividad ACCo en comparación con el control. Estudios anteriores informan que los niveles de actividad ACC oxidasa en los tomates son muy bajos.
Esta disminución en el nivel de actividad de la ACC oxidasa puede deberse a una posible interacción de la enzima con el isotiocianato.
Transcriptome and selected metabolite analyzes reveal multiple points of ethylene control during tomato fruit development. Effects of chilling on the expression of ethylene biosynthesis genes in Passe-Crassane pear (Pyrus communis L.) fruits. Alpha-aminoisobutyric acid, propyl gallate and cobalt ions and the mode of inhibition of ethylene production by cotyledonary segments of burdocks.
Targeted systems biology profiling of tomato fruit reveals coordination of the Yang cycle and a distinct regulation of ethylene biosynthesis during postclimatic ripening.