Bacteriología y Laboratorio Clínico · 2026
Caracterización molecular y evaluación funcional in silico de la pitiriacitrina como fotoprotector natural con potencial aplicación en biotecnología vegetal
La radiación ultravioleta B (UV-B, 280-315 nm) constituye un factor de estrés abiótico relevante para los cultivos en regiones tropicales y de alta montaña, donde alcanza niveles extremadamente peligrosos. El presente estudio tuvo como objetivo caracterizar in silico el potencial del alcaloide fúngico pitiriacitrina como agente fotoprotector vegetal. Se evaluaron las propiedades fisicoquímicas mediante quimioinformática (RDKit), se realizó acoplamiento molecular entre la pitiriacitrina y el fotorreceptor UVR8 de Arabidopsis thaliana (PDB ID: 4D9S) utilizando AutoDock Vina, y se diseñó un vector recombinante con análisis de balance de flujos metabólicos en Saccharomyces cerevisiae mediante COBRApy. Los resultados mostraron que la pitiriacitrina presenta un perfil fisicoquímico favorable para retención cuticular (LogP 4.86, TPSA 44.47 Å2, MW 283.33 Da). El acoplamiento molecular reveló una energía libre de unión de -9.615 kcal/mol, con interacciones de apilamiento π-π establecidas entre el compuesto y los residuos cromóforos Trp233 y Trp285 del receptor. El análisis de balance de flujos predijo una producción teórica de 2.22 mmol/gDW/h durante la fase de inducción. Se concluye que la pitiriacitrina constituye un candidato prometedor para el desarrollo de biofotoprotectores de origen natural, con un mecanismo dual que combinaría filtración física de la radiación y modulación de la señalización primaria de estrés UV-B.
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Contenido
- RESUMENp. 14
- INTRODUCCIÓNp. 16
- ANTECEDENTESp. 19
- Evolución del conocimiento sobre el estrés por UV-B en plantasp. 19
- Estudios pioneros sobre daño fisiológicop. 20
- El descubrimiento del fotorreceptor UVR8 y la revolución molecularp. 20
- Estudios sobre la dinámica de flavonoides bajo estrés combinadop. 21
- Investigaciones sobre el metabolito fúngico pitiriacitrinap. 22
- Identificación de la brecha de conocimiento y justificación del estudiop. 24
- MARCO REFERENCIALp. 26
- Fundamentos teóricos de la fotoprotección vegetalp. 26
- Teoría de estrés oxidativo y respuesta antioxidante en plantasp. 26
- Teoría de la dualidad funcional de flavonoidesp. 28
- Producción heteróloga en Saccharomyces cerevisiaep. 29
- Fundamentos teóricos de las herramientas bioinformáticasp. 30
- Acoplamiento molecular (Docking)p. 30
- Modelado por homologíap. 31
- Análisis de Balances de Flujos (FBA)p. 31
- Arabidopsis thaliana como modelo biológico y relevancia agronómica contextualp. 31
- Arabidopsis thaliana como organismo modelo en investigación vegetalp. 31
- interés agronómicop. 33
- Estrategias para mitigar el estrés por UV-B en agriculturap. 38
- DISEÑO METODOLÓGICOp. 39
- Enfoque, tipo y diseño de la investigaciónp. 39
- Universo, población y muestrap. 40
- Hipótesis, variables, e indicadoresp. 43
- Hipótesis de trabajop. 43
- Variables e indicadoresp. 43
- Técnicas y procedimientosp. 44
- Configuración del entorno computacional y control de reproducibilidadp. 44
- Evaluación quimioinformática y predicción ADMETp. 45
- Preparación de estructuras moleculares para acoplamientop. 46
- Acoplamiento molecular (docking)p. 30
- Diseño in silico del plásmido recombinante (pYES2-PITI)p. 47
- Modelado metabólico y análisis de balance de flujos (FBA)p. 47
- RESULTADOSp. 48
- Perfil ADMET y predicción de retención cuticularp. 48
- Validación topológica y ensamblaje in silico de vector recombinantep. 53
- Evaluación del rendimiento teórico y viabilidad metabólicap. 55
- DISCUSIÓNp. 57
- Limitaciones de estudio y proyecciones futurasp. 61
- CONCLUSIONESp. 63
- REFERENCIASp. 64
- ANEXOSp. 75
- Declaración de uso de IAp. 75
- Figura 1. Estructura tridimensional de UVR8 de Arabidopsis thaliana (PDB: 4D9S)p. 21
- (NCBI), compuesto Pityriacitrin (CID 56649540)p. 23
- Figura 3. Análisis ADMET de la pitiriacitrinap. 49
- Figura 4. Representación tridimensional del complejo UVR8-pitiriciatrinap. 53
- heterólogap. 54
- Figura 6. Análisis de trade-off entre la formación de biomasa y a síntesis de pitiriacitrinap. 56
- Tabla 1. Variables e indicadoresp. 43
- referenciap. 50
- Tabla 3. Energías de afinidad termodinámicap. 51
- máximo (Fase logarítmica) y producción máxima (Fase de inducción)p. 55