Orientador: Maria Ligia Rodrigues Macedo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-09T03:11:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kubo_CarlosEduardoGavira_M.pdf: 1973367 bytes, checksum: afd46afbc30805315577f477defd25c7 (MD5) Previous issue date: 2007 / 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 / 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 / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:03:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LudovicoM.pdf: 1651172 bytes, checksum: 32d873e29ab629d06ae3a79806c6523e (MD5) Previous issue date: 2008-07-02 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Serines proteinases inhibitors (PIs) are widely distributed in nature and are able to inhibit both in vitro and in vivo enzymatic activites. Seed PIs in than leguminous are classified in seven families, Bowman-Birk and Kunitz type families that most studied representing an important role in the first line of defense toward insects pests. Some Kunitz type inhibitors possess activities serine and cysteine for proteinases named bifunctional inhibitor, as ApTKI the inhibitor isolate from seed of Adenanthera pavonina. The A. pavonina inhibitor presenting the uncommon property and was used for interaction studies between proteinases serine (trypsin) and cysteine (papain). In order to determinate the in vitro interaction of ApTKI against enzymes inhibitor purification was carried cut by using chromatographic techniques and inhibition assays. The 3D model of the bifunctional inhibitor ApTKI was constructed SWISS-MODEL program by homology modeling using soybean trypsin inhibitor (STI, pdb:1ba7), as template which presented 40% of identity to A. pavonina inhibitor. Model quality was evaluated by PROCHECK program. Moreover in silico analyzes of formed complex between the enzymes and ApTKI was evaluated by HEX 4.5 program. In vitro results confirmed the inhibitory assays, where the inhibitor presented the ability to simultaneously inhibit trypsin and papain. The residues encountered in the inhibitor model of folder structural three-dimensional that make contact to enzymes target coud explain the specificity pattern against serine and cysteine proteinases / Os inibidores de proteinases ser?nicas (IPs) est?o extensamente distribu?dos na natureza e inibem a atividade enzim?tica in vitro e in vivo. Estes IPs em sementes de leguminosas compreendem sete fam?lias, no entanto as fam?lias Bowman-Birk e do tipo Kunitz s?o as mais estudadas e representam um papel importante na primeira linha de defesa contra insetos pragas. Alguns inibidores do tipo Kunitz possuem atividades para proteinases ser?nicas e ciste?nicas sendo denominados inibidores bifuncionais, como o inibidor ApTKI da semente de Adenanthera pavonina. O inibidor de A. pavonina por apresentar essa caracter?stica incomum aos inibidores dessa fam?lia foi utilizado para o estudo da intera??o entre as proteinases ser?nica (tripsina) e ciste?nica (papa?na). Para determinar a intera??o in vitro de ApTKI e as enzimas alvo foi realizada a purifica??o do inibidor a partir de t?cnicas cromatogr?ficas e ensaios de inibi??o. O modelo 3D do inibidor bifuncional ApTKI foi constru?do pelo programa SWISS-MODEL atrav?s da metodologia de modelagem por homologia utilizando como molde o inibidor de tripsina de soja (STI, pdb:1ba7) que apresentou 40% de identidade com a prote?na alvo. A qualidade do modelo foi avaliada pelo programa PROCHECK. Para a an?lise do complexo in silico entre as enzimas alvo e o inibidor foi utilizado o programa HEX 4.5. Estes resultados confirmaram os ensaios inibit?rios in vitro, onde ApTKI apresentou a capacidade de inibir simultaneamente tripsina e papa?na. Algumas das diferen?as observadas nos res?duos do sitio reativo explicam a forte afinidade para tripsina e a fraca para papa?na

Orientador: Maria Lígia Rodrigues Macedo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-25T23:07:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_DesireeSoaresda_D.pdf: 3168437 bytes, checksum: b863b3429e08cd7ff7926b540a4d69b5 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Inibidores de peptidases (IPs) são proteínas vegetais envolvidas nos mecanismos de defesa contra herbívoros e patógenos. São considerados agentes antimetabólicos, uma vez que sua presença na dieta de insetos compromete seu desenvolvimento normal. Este efeito se dá através da formação de complexos entre os IPs e as enzimas digestivas, comprometendo assim o processo digestivo dos insetos. Neste trabalho, investigamos efeitos do inibidor de tripsina de sementes de Adenanthera pavonina (ApTI) sobre o desenvolvimento de dois insetos-praga, a broca-da-cana (Diatraea saccharalis) e a lagarta-do-cartucho (Spodoptera frugiperda). Bioensaios, estudos bioquímicos e de proteômica, foram realizados a fim de determinar o efeito de ApTI sobre o desenvolvimento destes insetos. A exposição aguda de larvas de D. saccharalis ao ApTI diminuiu a atividade das tripsinas e quimotripsinas em 87% e 63%, respectivamente. ApTI afetou o desenvolvimento deste inseto como observado através da diminuição na viabilidade larval (55%) e pupal (20,6%). Larvas oriundas da geração F1 apresentaram efeitos similares aos observados na geração F0, como redução no peso (23%) e na taxa de sobrevivência (33%). Análises bioquímicas revelaram que o inibidor foi refratário à digestão pelas peptidases de D. saccharalis e que o perfil de enzimas digestivas permaneceu sensível à inibição por quantidades crescentes de ApTI. Entretanto, não foi possível realizar a identificação das proteínas do intestino desta lagarta por espectrometria de massas. Larvas de S. frugiperda foram criadas em dieta contendo 0,5% de ApTI. Ao final dos experimentos, uma redução no peso médio larval de 30% foi observada. Porém, diferentemente dos resultados obtidos para D. saccharalis, as enzimas das larvas alimentadas com ApTI mostraram-se resistentes à inibição, sugerindo que esta espécie adapta-se à dieta contendo inibidor. O sequenciamento das proteínas presentes nos fluidos intestinais de S. frugiperda permitiu a identificação de 41 proteínas. Dentre elas foi possível identificar serinopeptidases do tipo tripsina e quimotripsina, proteínas estruturais, enzimas quinases e fosfatases. Nossos resultados demonstram que são necessários novos estudos para obtenção de mais informações acerca das proteínas presentes no fluido intestinal de S. frugiperda, para correlacionarmos sua expressão diferencial em larvas submetidas a diferentes tratamentos, conhecendo desta maneira um novo indício sobre os mecanismos adaptativos desta espécie contra os IPs / Abstract: Peptidase inhibitors (PIs) are plant proteins involved in defense mechanisms against herbivores and pathogens. They are considered antinutritional compounds, since their presence in insect diet hinder the normal larval development. This effect is due the complexation between PIs and peptidases, affecting the insect digestive process. In this work, we investigated the effects of trypsin inhibitor from Adenanthera pavonina seeds (ApTI) on the development of two pest insects: the sugarcane borer (Diatraea saccharalis) and the fall armyworm (Spodoptera frugiperda). Biochemical and proteomic studies were carried out in order to determine the ApTI effects on the development of these insects. The acute exposure of sugarcane borer to ApTI reduced the trypsin and chymotrypsin activities in 87% and 63%, respectively. The effect of ApTI on development of sugarcane borer was noticed by reduced larval (23%) and pupal viability (33%). Biochemical analysis revealed that the inhibitor was refractory to digestion by D. saccharalis peptidases and the enzymes maintained sensibility to inhibition by increasing amounts of ApTI. However, it was not possible to identify proteins from sugarcane borer gut through mass spectrometry approach. S. frugiperda larvae were reared in artificial diet containing 0.5% ApTI and a reduction in average larval weight of 30% was noticed. But, differently of D. saccharalis, S. frugiperda midgut enzymes became resistant to inhibition by ApTI, showing that this species adapted to ApTI-diet. From the sequencing of S. frugiperda gut fluid proteins we identified 41 proteins. Among them, we identified trypsin and chymotrypsin enzymes, structural proteins and quinases and phosphatases enzymes. Our results demonstrated that further researches are necessary in order to obtain more information about proteins from S. frugiperda gut fluid. The correlation between differential expressed proteins in larvae submitted to different treatments is crucial to reach new indicatives about the adaptive mechanisms this species evolve against PIs / Doutorado / Bioquimica / Doutora em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Maria Ligia Rodrigues Macedo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-10T18:07:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_Walcianeda_M.pdf: 828879 bytes, checksum: 887dfe68d9499873f1fa12e23a404abd (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Insetos fitopatógenos e outros animais utilizam enzimas digestivas tais como as amilases e proteases para processar nutrientes obtidos de plantas necessários ao seu desenvolvimento. A broca-da-cana Diatraea saccharalis é a principal praga da cana-de-açúcar no Brasil e em outros países da América do Sul. Plantas sintetizam uma variedade de moléculas incluindo inibidores de proteinases (IPs) para se defenderem contra o ataque de insetos. Os IPs são polipeptídios hábeis em se ligar às enzimas proteolíticas localizadas no intestino médio dos insetos, tornando-as inativas por inibição competitiva. Esse processo leva a uma redução da disponibilidade de aminoácidos para a síntese protéica, e desta maneira, uma redução no crescimento e desenvolvimento. A predominância de enzimas digestivas do tipo serino-proteinases na broca-da-cana motivou a descoberta de IPs com a capacidade de reduzir seu processo digestivo. Neste trabalho, um inibidor purificado das sementes de Adenanthera pavonina ¿ ApTI foi utilizado em bioensaios, e sua atividade tóxica sobre D. saccharalis foi determinada. A ingestão de ApTI resultou em uma redução significativa na sobrevivência e peso larval. Para examinar o efeito da proteína sobre o inseto, a atividade das proteinases intestinais das larvas que se alimentaram em dieta livre do inibidor e alimentadas em dieta contendo o inibidor a 0,05% foi comparada através de ensaios enzimáticos e eletroforese em géis de atividade enzimática. As larvas de quarto ínstar alimentadas em dieta contendo ApTI apresentaram uma diminuição na atividade tríptica do intestino e das fezes, confirmado por ensaios enzimáticos e na eletroforese de atividade. Os resultados de utilização da dieta apresentaram redução na eficiência de conversão do alimento ingerido (ECI) e do alimento digerido (ECD) e aumento no custo metabólico (CM). Além disso, a atividade tríptica das larvas que se alimentaram em dieta com ApTI foi sensível à inibição por ApTI. Esses resultados sugerem que ApTI possui efeitos anti-metabólicos quando ingeridos por D. saccharalis / Abstract: Phytophatogous insects and other animals use digestive enzymes, such as amylases and proteinases to process the nutrients obtained from the plants necessary for their development. The sugarcane borer Diatraea saccharalis is the major pest of sugarcane in Brazil and other South American countries. Plants synthesize a variety of molecules, including proteinase inhibitors (PIs), to defend themselves against attack by insects. 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. The predominance of sugarcane-borer digestive serine proteinases has motivated the discovery of PIs with the ability to reduce the digestion process. In this report, the pure inhibitor from seeds of Adenanthera pavonina ¿ ApTI was used in bioassay and its toxic activity on D. saccharalis was determined. The ingestion of ApTI did result in a significant reduction in larval survival and weight. To examine the protein effects on insect, the midgut proteinases of D. saccharalis larvae reared on artificial PI-free diet and on a diet containing ApTI at 0.05% were compared by using enzymatic assays and polyacrilamide gel electrophoresis. The fourth instar larvae reared on diet containing ApTI showed a decrease in tryptic activity of gut and faeces, as confirmed by enzymatic assays and by polyacrilamide gel eletrophoresis. The results from dietary utilization experiments realized with D. saccharalis larvae presented a reduction in efficiency of conversion of ingested food (ECI) and digested food (ECD) and an increase in metabolic cost (CM). In addition, the tryptic activity in ApTI-fed larvae was sensitive to ApTI. These results suggest that ApTI have a potential antimetabolic effect when ingested by D. saccharalis / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Submitted by Geyciane Santos (geyciane_thamires@hotmail.com) on 2015-07-28T13:13:29Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Edinete Ferreira de Oliveira.pdf: 1578106 bytes, checksum: bed0130cb5a87a2bb22a109e47c321c4 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-28T19:20:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Edinete Ferreira de Oliveira.pdf: 1578106 bytes, checksum: bed0130cb5a87a2bb22a109e47c321c4 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-28T19:25:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Edinete Ferreira de Oliveira.pdf: 1578106 bytes, checksum: bed0130cb5a87a2bb22a109e47c321c4 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-28T19:25:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Edinete Ferreira de Oliveira.pdf: 1578106 bytes, checksum: bed0130cb5a87a2bb22a109e47c321c4 (MD5) Previous issue date: 2013-12-12 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / The need to produce seedlings for commercial plantation and reclamation has promoted the development of technologies that involve the reduction of the costs of managing these seedlings in the nursery, resistant and good development in the field . This study evaluates the influence of different levels of shading and acclimatization in establishing post planting seedlings try red (Adenanthera pavonina l.) In altered areas. The seedlings were grown in the nursery at the Federal University of Amazonas, located in the southern sector of the Campus. The planting was carried out in an area already altered at the Experimental Farm of the university itself. After a period of six months in environments with shading, 50 % of the seedlings of each treatment with shading through the process of acclimatization / hardening, then go to the field, along with other non-acclimated. The spacing between seedlings in the field was 2.5 x 2.5 m, with pits of 40x40x40cm, the seedlings were taken to the field with about 7 months old . The variables used to assess the morphological development of the seedlings were stem diameter ( D ) , shoot height ( H ) and survival. Data were subjected to analysis of variance and means were compared by Tukey test at 5 % probability using free software Sisvar. For this study it can be concluded that the Adenanthera pavonina L. seedlings the nursery phase are favored in shaded environments and acclimation / hardening, trona is dispensable for the establishment / development and survival of the seedling. / A necessidade de produção de mudas para plantios comerciais e recuperação de áreas degradadas tem promovido o desenvolvimento de tecnologias que envolvam a redução dos custos de manejo dessas mudas no viveiro, bem como mudas resistentes e com bom desenvolvimento no campo. Este trabalho avalia influência dos diferentes níveis de sombreamento e aclimatação no estabelecimento pós plantio de mudas de tento vermelho (Adenanthera pavonina L.) em áreas alteradas. As mudas foram produzidas no viveiro florestal da Universidade Federal do Amazonas – UFAM, localizado no setor sul do Campus Universitário. O plantio foi realizado em uma área alterada na Fazenda Experimental da própria universidade. Após um período de seis meses em ambientes com os sombreamentos, 50% das mudas de cada tratamento com sombreamento passaram pelo processo de aclimatação/ rustificação, para então irem a campo, junto com as demais não aclimatadas. O espaçamento entre mudas em campo foi de 2,5 x 2,5m, com covas de 40x40x40cm, as mudas foram levadas para o campo com aproximadamente 7 meses de idade. As variáveis morfológicas utilizadas para avaliar o desenvolvimento das mudas foram o diâmetro do coleto (D), altura da parte aérea (H) e sobrevivência. Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade utilizando o software livre Sisvar. Para esse estudo pode-se concluir que as mudas Adenanthera pavonina L. na fase em viveiro são favorecida em ambientes sombreadas e que a aclimatação/ rustificação, trona-se dispensável para o estabelecimento/ desenvolvimento e sobrevivência das mudas em campo.