Efeito de um inibidor de proteinase serinica sobre o desenvolvimento e atividade enzimatica de Heliothis virescens (Lepidopter: Noctuidae)
Carlos Eduardo Gavira Kubo
DISSERTAÇÃO
Português
(Broch.)
T/UNICAMP K951e
[Effect of a trypsin inhibitor on the development and enzymatic activity of Heliothis virescens (Lepidoptera: Noctuidae)]
Campinas, SP : [s.n.], 2007.
68f. : il.
Orientador: Maria Ligia Rodrigues Macedo
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia
Resumo: As plantas sintetizam inibidores de proteinases (IPs) como um dos mecanismos de defesa contra o ataque de insetos-praga e patógenos. Os IPs são polipeptídios hábeis em se ligar às enzimas proteolíticas localizadas no intestino médio dos insetos, impedindo sua atividade proteolítica por...
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Resumo: As plantas sintetizam inibidores de proteinases (IPs) como um dos mecanismos de defesa contra o ataque de insetos-praga e patógenos. Os IPs são polipeptídios hábeis em se ligar às enzimas proteolíticas localizadas no intestino médio dos insetos, impedindo sua atividade proteolítica por inibição competitiva. Esse processo leva a uma redução da disponibilidade de aminoácidos para a síntese protéica, e desta maneira, a uma redução no crescimento e desenvolvimento por parte do inseto. Portanto, os IPs são considerados fatores anti-metabólicos. Heliothis virescens (Fabr., 1781) (Lepidoptera: Noctuidae) é uma mariposa, cujas larvas atacam principalmente culturas em campo como: alfafa, algodão, soja e fumo. Entretanto, ocasionalmente podem atacar também culturas como couve, alface, ervilha, pimentão, guandu, abóbora e tomate. Neste trabalho, um inibidor purificado das sementes de Adenanthera pavonina L. (Mimosaceae) ¿ ApTI foi utilizado em dietas artificiais, e através de bioensaios seu potencial inseticida contra H. virescens foi determinado. A inibição in vitro de proteinases do inseto por ApTI sugerem que o inibidor possua efeitos anti-metabólicos quando ingeridos pelas larvas . Entretanto, a ingestão de ApTI não resultou em uma redução significativa no crescimento e desenvolvimento do inseto. Não sendo observadas diferenças na mortalidade larval, no ganho de peso e no tempo de desenvolvimento larval e pupal. A fim de estudar a adaptação das lagartas à presença do inibidor, a atividade das proteinases intestinais das larvas que se alimentaram em dietas livres do inibidor e alimentadas em dieta contendo o inibidor a 0,4% foi comparada através de ensaios enzimáticos e eletroforese em géis de atividade enzimática. As larvas de quarto instar alimentadas em dieta contendo ApTI apresentaram um aumento de cerca de duas vezes na atividade tríptica, confirmado por ensaios enzimáticos e na eletroforese de atividade. Além disso, a atividade tríptica das larvas que se alimentaram em dieta com ApTI é menos sensível a inibição por ApTI, indicando que novas enzimas mais resistentes ao inibidor foram produzidas. Estes resultados sugerem que as larvas de H. virescens foram capazes de se adaptarem fisiologicamente ao inibidor pela superprodução de enzimas do tipo tripsina existente e pela produção de um novo tipo de enzima do tipo tripsina que é menos susceptível a ação inibitória de ApTI
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Abstract: Proteinase inhibitor proteins (PIs) are one of the defensive chemicals produced by plants against pests and pathogens. PIs are polypeptides that are able to bind to insect midgut proteolytic enzymes, rendering them inactive by competitive inhibition. This process leads to a limitation of...
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Abstract: Proteinase inhibitor proteins (PIs) are one of the defensive chemicals produced by plants against pests and pathogens. PIs are polypeptides that are able to bind to insect midgut proteolytic enzymes, rendering them inactive by competitive inhibition. This process leads to a limitation of essential amino acids in protein synthesis, and thus, to reduction in growth and development. Therefore, PIs are known as antinutritional factors. The tobacco budworm, Heliothis virescens (Fabr., 1781) (Lepidoptera: Noctuidae) is a polyphagous insect larvae that is principally a field crop pest, attacking such crops as alfalfa, cotton, soybean and tobacco. However, it sometimes attacks such vegetables as cabbage, lettuce, pea, pepper, pigeon pea, squash, and tomato, especially when cotton or other favored crops are abundant. In this report, the pure inhibitor from seeds of Adenanthera pavonina L. (Mimosaceae) ¿ ApTI was monitoring by an insect bioassay its insecticidal activity toward H. virescens. The in vitro inhibitions of proteinases activities by ApTI suggest that ApTI would have a potential antimetabolic effect when ingested by insect larvae. However, chronic ingestion of ApTI did not result in a significant reduction of growth and development of tobacco budworm. No differences in larval mortality, weight gain, larval and pupal developmental time were observed. To study this adaptation, the midgut proteinases of H. virescens larvae reared on artificial PI-free diet and on a diet containing ApTI at 0.4% were compared by using enzymatic assays and polyacrilamide gel electrophoresis. The fourth instar larvae reared on a diet containing ApTI showed a 2-fold increase in tryptic activity, as confirmed by BApNA as substrate and by activity in gels. In addition, the tryptic activity in ApTI-fed larvae was less sensitive to ApTI, indicating that novel proteolytic form resistant to ApTI was induced in larvae reared on a diet containing this inhibitor. These results suggest that H. virescens larvae were able to physiologically adapt to inhibitor by overproduction of an existing trypsin-like enzyme and production of a new type of trypsin-like enzyme that is less susceptible to inhibitory action of ApTI
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Efeito de um inibidor de proteinase serinica sobre o desenvolvimento e atividade enzimatica de Heliothis virescens (Lepidopter: Noctuidae)
Carlos Eduardo Gavira Kubo
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