Bioprospección de plantas amazónicas con alto contenido de flavonoides como indicador del potencial para la síntesis verde de nZVI.

Abstract

La bioprospección se centra en la búsqueda y comercialización de bio-recursos para descubrir nuevos biomateriales, integrando conocimientos tradicionales con información genética y promoviendo el uso sostenible y el desarrollo socioeconómico. La Amazonia, con hasta 50,000 especies de plantas, ofrece un vasto repositorio de recursos genéticos esenciales para la investigación científica y biotecnológica. Este estudio exploró plantas amazónicas con alto contenido de flavonoides, compuestos con funciones biológicas cruciales y aplicaciones en nanotecnología, especialmente en la síntesis de nanopartículas de hierro cerovalente (nZVI). Se identificaron proteínas asociadas a la biosíntesis de flavonoides en Arabidopsis thaliana utilizando la base de datos Gene Ontology. Las proteínas ortólogas fueron buscadas en la base de datos de NCBI y procesadas mediante la herramienta BLAST para identificar especies vegetales amazónicas. Se identificaron los principales tipos de flavonoides sintetizados por las plantas amazónicas encontradas. La herramienta KEGG se utilizó para mapear rutas metabólicas de flavonoides e identificar las enzimas clave para los metabolitos de interés. Se predijeron estructuras tridimensionales de proteínas clave usando I-TASSER y se analizaron sus funciones biológicas con COFACTOR y COACH. Los resultados mostraron 16 especies previamente no exploradas para la síntesis verde de nZVI, siendo cacao (Theobroma cacao), caucho (Hevea brasiliensis), yuca (Manihot esculenta) y Abrus precatorius las especies más representativas. Los principales flavonoides sintetizados por las plantas amazónicas encontradas fueron los flavonoles y flavanoles. Se investigaron el flavonol sintasa/flavanona 3-hidroxilasa de Manihot esculenta, la dihidroflavonol 4-reductasa bifuncional/flavanona 4-reductora de Theobroma cacao, la antocianidina reductasa de Abrus precatorius y la proteína de la familia de la chalconaflavanona isomerasa de Hevea brasiliensis. Los resultados indicaron que estas proteínas participan en la síntesis de flavonoides en las plantas seleccionadas y que su conservación se observa entre distintas especies. Además, se identificó que los metabolitos flavonoles y flavanoles son esenciales en la síntesis de nanopartículas de hierro cerovalente (nZVI). En conclusión, la identificación de proteínas asociadas a la biosíntesis de flavonoides en plantas amazónicas puede guiar la bioprospección de especies con alto contenido de flavonoides, ofreciendo un enfoque sostenible y eficiente para la producción de nanopartículas y otros materiales de interés biotecnológico y ambientales.