Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Departamento de Biologia Celular, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2018.Comumente chamada de “copaíba”, a Copaifera multijuga Hayne (CmH) é uma planta do gênero Copaifera (Leguminosae-Caesalpinoideae) que ocorre na Amazônia brasileira. Extraído do tronco das árvores, o óleo-resina de Copaifera spp. é amplamente utilizado por povos indígenas da região amazônica na medicina popular e tem alto potencial associado a aplicações biotecnológicas como agente antimicrobiano, anti-inflamatório, antitumoral, antinociceptivo, antileishmanial e cicatrizante. O óleo-resina de Copaifera spp. é composto por ácidos resinosos e compostos voláteis, principalmente sesquiterpenos e diterpenos Neste trabalho, sesquiterpenos do óleo-resina da CmH, cenários biológicos para sua biossíntese e seus mecanismos químicos foram coletados de vários estudos. Com base nessa coleta de dados, em dados de um transcritoma da CmH e em métodos e ferramentas computacionais, foi reconstruída in silico uma rede metabólica de sesquiterpenos de Copaifera multijuga Hayne (CmH). Esta rede metabólica é uma compilação de reações enzimáticas cobrindo mecanismos de ciclização, compostos preditos e cenários biológicos para a biossíntese. Os resultados foram convenientemente armazenados em um banco de dados em grafos projetado especificamente para esta finalidade, tornando-se localizáveis, acessíveis, interoperáveis e reutilizáveis. O workflow utilizado para a reconstrução in silico funciona para múltiplos organismos, bem como pode ser adaptado para diferentes tipos de mecanismos químicos alterando o conjunto de regras de gramática de grafos.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAPDF).Ordinarily named “copaiba”, the Copaifera multijuga Hayne (CmH) is a plant of Copaifera genus (Leguminosae-Caesalpinoideae) occurring in the Brazilian Amazon. Exuded from the trunk of trees, the oil-resin of Copaifera spp. is widely used by indigenous people from the Amazon region for healing and in folk medicine, and it has high associated potential biotechnological applications, such as antimicrobial, anti-inflammatory, antitumor, antinociceptive, antileishmanial and healing. The oil-resin of Copaifera spp. is composed of resinous acids and volatile compounds, mainly sesquiterpenes and diterpenes In this study, a range of CmH oil-resin sesquiterpenes, biological scenarios for their biosynthesis, and its chemical mechanisms were collected from several studies. Based on this data collection, on CmH transcriptome data, and on computational methods and tools, an in silico sesquiterpene metabolic network of Copaifera multijuga Hayne (CmH) was reconstructed. The resulting sesquiterpene metabolic network of CmH is a compilation of reactions covering cyclization mechanisms, predicted compounds, and biological scenarios for the biosynthesis. These results were suitably stored in a graph database designed for it, and they became findable, accessible, interoperable, and reusable. The workflow for the in silico reconstruction can be used for multiple organisms as well as graph grammar rules can be added or removed to achieve different types of chemical mechanisms
