Made available in DSpace on 2015-03-26T13:30:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 584816 bytes, checksum: f4330ebbc024b36a1ab766369b97b738 (MD5) Previous issue date: 2008-07-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Plants previously attacked by herbivores may have their defense system activated. The defense forms may occur by different routes. Some of the unleashed routes take place right after the herbivory, when the plant starts responding in an indirect way through the production of volatile substances attractive to natural enemies of the infesting phytophagous. Another route would be the direct response from the plant through the synthesis of proteinase inhibitors produced post-injury, which can affect the development and growth of the infesting phytophagous. The plants can present specificity in the induced responses, that is, the defenses may intimidate a subsequent herbivory; however, in some cases the re- infesting species do not have their performance affected. Recent studies have shown resistance mechanisms in plants of commercial interest against the attack of pests. Strawberry plants which are cultivated in large scale in Brazil have suffered serious damage by the two spotted mite Tetranychus urticae, which is a primary pest for the culture. Therefore, the present study had as an aim to study induced direct resistance in strawberry plants (Fragaria x ananassa Duch.) upon the population dynamics of the two-spotted mite T. urticae. In the experimental studies clean strawberry plants (control), plants that were mechanically injured as well as plants pre-infected with the two-spotted mite T. urticae were used. In order to determine the proteinase inhibitors, samples of each treatment were used. Based on these methods, in test 1 the hypothesis that the pre-infestation of T. urticae would induce the production of proteinase inhibitors reducing the population growth of their co-specifics was tested. In test 2, the specificity of the defensive compounds was studied, testing then the hypothesis that the pre- infestation of T. urticae would induce the production of proteinase inhibitors which would affect the development of red mite Tetranychus mexicanus, a species of spider mite that also occur in strawberry plants. In test 3, the hypothesis that the infestation by T. urticae in the mother strawberry plants would induce the production of proteinase inhibitors and these would be translocated through stolons unt il the strawberry runners injuring the development of T. urticae in these daughter plants was tested. According to the results a smaller number of individuals of T. urticae were found in plants previously infected with the co-specific. The spider mite T. mexicanus did not have its development affected by the induced response due to the pre-infestation of T. urticae. The plant response had contrasting effect to T. mexicanus, apparently the induced defenses in strawberry plants do not act in reinfestations of hetero-specifics, ate least for T. mexicanus. The population growth of T. urticae was also smaller in the strawberry runners of strawberry plants. The induced defense by T. urticae in mother strawberry plants presented systemic defense signals through the stolon, affecting the performance of the phytophagous of the strawberry runners. In the results of the concentrations of proteinase inhibitors, one could verify that they varied among the treatments in the experiments, but were not correlated to phytophagous performance. Possibly, other phytochemicals compounds produced by the plants might be involved in the induced responses by T. urticae. These results support the hypothesis that the plants that present direct defense can reduce the performance of co-specific phytophagous in the following generation. / Plantas previamente atacadas por herbívoros podem ter o seu sistema de defesa ativado. As formas de defesa podem ocorrer por diferentes rotas. Algumas das rotas desencadeadas ocorrem logo após a herbivoria, quando a planta passa a responder de forma indireta através da produção de substâncias voláteis atrativas aos inimigos naturais dos fitófagos infestantes. Uma outra rota seria a resposta direta da planta através da síntese de inibidores de proteases produzidos após a injúria, o que pode afetar o desenvolvimento e crescimento de fitófagos infestantes. As plantas, por sua vez, podem apresentar especifidade nas respostas induzidas, ou seja, as defesas podem intimidar a herbivoria posterior, porém em alguns casos as espécies re- infestantes não tem o desempenho afetado. Estudos recentes têm demonstrado mecanismos de resistência em plantas de interesse comercial contra o ataque de pragas. Plantas de morangueiro que são cultivadas em larga escala no Brasil têm sofrido sérios danos pelo ácaro-rajado Tetranychus urticae, que é praga primária para a cultura. Desse modo, o presente estudo teve como objetivo estudar a resistência induzida direta em plantas de morangueiro (Fragaria x ananassa Duch.) sobre populações de T. urticae. Nos estudos experimentais foram utlizadas plantas de morangueiro limpas (controle), plantas injuriadas mecanicamente e plantas pré-infestadas por T. urticae. Para determinação dos inibidores de proteases foram utilizadas amostras de folhas limpas de cada tratamento. Baseado nestes métodos, testou-se no ensaio 1 a hipótese de que a pré-infestação de T. urticae induziria a produção de inibidores de proteases reduzindo o crescimento populacional de seus coespecíficos. No ensaio 2, estudou-se a especificidade dos compostos defensivos, testando a hipótese de que a pré-infestação de T. urticae induziria a produção de inibidores de proteases que afetariam o desenvolvimento do ácaro-vermelho Tetranychus mexicanus, uma espécie de ácaro que também ocorre em morangueiro. No ensaio 3, foi testada a hipótese de que a infestação por T. urticae nas plantas matrizes de morangueiro induziria a produção de inibidores de proteases e estes seriam translocados através dos estolões até as plantas-filhas prejudicando o desenvolvimento de T. urticae nestes propágulos. De acordo com os resultados, menor número de indíviduos de T. urticae foram encontrados em plantas previamente infestadas com o coespecífico. O ácaro T. mexicanus não teve seu desenvolvimento afetado pela resposta induzida decorrente da pré-infestação de T. urticae. A resposta da planta teve efeito contrastante a T. mexicanus , aparentemente as defesas induzidas em morangueiro não atuam em re-infestações de heteroespecíficos, pelo menos para T. mexicanus. O crescimento populacional de T. urticae também foi menor nos propágulos de morangueiro. A defesa induzida por T. urticae em plantas matrizes de morangueiro apresentou sistemicidade, através do estolão, afetando o desempenho dos fitófagos nos propágulos. Nos resultados das concentrações de inibidores de proteases, verificou-se em geral, que as mesmas variaram entre os tratamentos nos experimentos, mas não foram correlacionados ao desempenho dos fitófagos. Possivelmente, outros compostos fitoquímicos produzidos pelas plantas estejam envolvidos nas respostas induzidas por T. urticae. Estes resultados suportam a hipótese de que as plantas que apresentam defesa direta podem reduzir o desempenho de fitófagos coespecíficos na geração seguinte.

A soja vem ganhando destaque, pois alguns estudos apontam uma série de potenciais benefícios para a saúde. Estão presentes na soja dois grupos de inibidores de proteases. Alguns estudos demonstram que o tratamento térmico pode não ser suficiente para a inativação completa desses inibidores. Esses inibidores podem afetar a digestibilidade da proteína e a absorção e biodisponibilidade de alguns minerais, como o ferro. Realizaram-se cinco tratamentos: T1 e T2 - com secagem prévia + 10 e 15 minutos de forno, respectivamente; T3, T4 e T5 - sem secagem prévia + 45, 50 e 60 minutos de forno. O controle foi seco em estufa (55ºC) durante 31 horas. A quantidade de ferro nas amostras analisadas variou de 83,67 a 58,8 mg/kg e a porcentagem de ferro dialisado foi de 0,95% a 1,38%, estando de acordo com o encontrado na literatura. Os valores da digestibilidade da proteína in vitro variaram de 91,21% a 93,14%, sem que houvesse correlação com os inibidores de tripsina, sendo a melhora da digestibilidade devida ao tratamento térmico. A atividade dos inibidores de tripsina para os tratamentos com secagem prévia variou de 25,24 a 23,94 UTI/mg de proteína e para os sem secagem prévia de 46,39 a 38,33 UTI/mg de proteína. A atividade dos inibidores para o controle foi de 55,81 UTI/mg de proteína. Os valores estão de acordo com a literatura, sendo, portanto, considerados como adequados, mostrando que a tostagem em forno convencional é bastante eficaz quanto à inativação do inibidor de tripsina. Após a proteólise in vitro, verificou-se reativação dos inibidores de tripsina em todos os tratamentos analisados. Os valores variaram de 5,48 UTI/mg de proteína (controle) a 7,65 UTI/mg de proteína (T1). As maiores porcentagens foram para os tratamentos com secagem prévia, 30,31% e 28,45%, enquanto que para os sem secagem prévia foi de 14,68%, 14,12% e 19,38%. O controle apresentou 9,82% de reativação. Concluiu-se que a tostagem em forno convencional inativou os inibidores de tripsina, sendo o tratamento sem secagem prévia o mais eficaz, pois, com esse tratamento, houve menor reativação dos inibidores após a proteólise in vitro. A tostagem foi responsável pela melhora da digestibilidade da proteína e da diálise de ferro in vitro. O tratamento que promoveu a maior aceitabilidade dos grãos de soja tostados foi o que recebeu o tempo intermediário de 50 minutos, sem secagem prévia. / The soy comes gaining prominence, therefore some studies point a series of potential benefits with respect to the health. Two groups of inhibitors of proteases are present in the soy. Some studies demonstrate that the thermal treatment can not be enough for the complete inactivation of these inhibitors. These inhibitors can affect the digestibility of the protein and the absorption and availability of some minerals, as the iron. Five treatments had been do: T1 and T2 - with previous drying + 10 and 15 minutes of oven, respectively; T3, T4 and T5 - without previous drying + 45, 50 and 60 minutes of oven. The control was dry in oven (55ºC) during 31 hours. The amount of iron in the analyzed samples varied of 58,8 the 83,67 mg/kg and percentage of dialysed iron was of 0,95% the 1.38%, being in accordance with the found one in literature. The values of the digestibility of protein in vitro had varied of 91,21% the 93.14%, without that it had correlation with trypsin inhibitors, being the improvement of the digestibility due to the thermal treatment. The trypsin inhibitors activity for the treatments with previous drying varied of 25,24 the 23,94 UTI/mg of protein and for the ones without previous drying varied of 38,33 the 46,39 UTI/mg of protein. The inhibitors activity for the control was of 55,81 UTI/mg of protein. The values are according with the literature, being, therefore, considered as adjusted, showing that the roasting in conventional oven is sufficiently efficient how much to the inactivation of trypsin inhibitors. After proteolysis in vitro, verified reactivation of trypsin inhibitors in all the analyzed treatments. The values had varied of 5,48 UTI/mg of protein (control) the 7,65 UTI/mg of protein (T1). The biggest percentages had been for the treatments with previous drying, 30.31% and 28.45%, while that for the ones without previous drying it was of 14,68%, 14.12% and 19,38%. The control presented 9.82% of reactivation. The treatment the most efficient without previous drying was concluded that the roasting in conventional oven inactivated trypsin inhibitors, being, therefore, with this treatment, proteolysis had minor after reactivation of inhibitors in vitro. The roasting was responsible for the improvement of the digestibility of protein and dialyse of the iron in vitro. The treatment that promoted the biggest acceptability of the roasted grains of soy was what it received the time intermediate from 50 minutes, without previous drying.

A soja vem ganhando destaque, pois alguns estudos apontam uma série de potenciais benefícios para a saúde. Estão presentes na soja dois grupos de inibidores de proteases. Alguns estudos demonstram que o tratamento térmico pode não ser suficiente para a inativação completa desses inibidores. Esses inibidores podem afetar a digestibilidade da proteína e a absorção e biodisponibilidade de alguns minerais, como o ferro. Realizaram-se cinco tratamentos: T1 e T2 – com secagem prévia + 10 e 15 minutos de forno, respectivamente; T3, T4 e T5 – sem secagem prévia + 45, 50 e 60 minutos de forno. O controle foi seco em estufa (55ºC) durante 31 horas. A quantidade de ferro nas amostras analisadas variou de 83,67 a 58,8 mg/kg e a porcentagem de ferro dialisado foi de 0,95% a 1,38%, estando de acordo com o encontrado na literatura. Os valores da digestibilidade da proteína in vitro variaram de 91,21% a 93,14%, sem que houvesse correlação com os inibidores de tripsina, sendo a melhora da digestibilidade devida ao tratamento térmico. A atividade dos inibidores de tripsina para os tratamentos com secagem prévia variou de 25,24 a 23,94 UTI/mg de proteína e para os sem secagem prévia de 46,39 a 38,33 UTI/mg de proteína. A atividade dos inibidores para o controle foi de 55,81 UTI/mg de proteína. Os valores estão de acordo com a literatura, sendo, portanto, considerados como adequados, mostrando que a tostagem em forno convencional é bastante eficaz quanto à inativação do inibidor de tripsina. Após a proteólise in vitro, verificou-se reativação dos inibidores de tripsina em todos os tratamentos analisados. Os valores variaram de 5,48 UTI/mg de proteína (controle) a 7,65 UTI/mg de proteína (T1). As maiores porcentagens foram para os tratamentos com secagem prévia, 30,31% e 28,45%, enquanto que para os sem secagem prévia foi de 14,68%, 14,12% e 19,38%. O controle apresentou 9,82% de reativação. Concluiu-se que a tostagem em forno convencional inativou os inibidores de tripsina, sendo o tratamento sem secagem prévia o mais eficaz, pois, com esse tratamento, houve menor reativação dos inibidores após a proteólise in vitro. A tostagem foi responsável pela melhora da digestibilidade da proteína e da diálise de ferro in vitro. O tratamento que promoveu a maior aceitabilidade dos grãos de soja tostados foi o que recebeu o tempo intermediário de 50 minutos, sem secagem prévia. / The soy comes gaining prominence, therefore some studies point a series of potential benefits with respect to the health. Two groups of inhibitors of proteases are present in the soy. Some studies demonstrate that the thermal treatment can not be enough for the complete inactivation of these inhibitors. These inhibitors can affect the digestibility of the protein and the absorption and availability of some minerals, as the iron. Five treatments had been do: T1 and T2 - with previous drying + 10 and 15 minutes of oven, respectively; T3, T4 and T5 - without previous drying + 45, 50 and 60 minutes of oven. The control was dry in oven (55ºC) during 31 hours. The amount of iron in the analyzed samples varied of 58,8 the 83,67 mg/kg and percentage of dialysed iron was of 0,95% the 1.38%, being in accordance with the found one in literature. The values of the digestibility of protein in vitro had varied of 91,21% the 93.14%, without that it had correlation with trypsin inhibitors, being the improvement of the digestibility due to the thermal treatment. The trypsin inhibitors activity for the treatments with previous drying varied of 25,24 the 23,94 UTI/mg of protein and for the ones without previous drying varied of 38,33 the 46,39 UTI/mg of protein. The inhibitors activity for the control was of 55,81 UTI/mg of protein. The values are according with the literature, being, therefore, considered as adjusted, showing that the roasting in conventional oven is sufficiently efficient how much to the inactivation of trypsin inhibitors. After proteolysis in vitro, verified reactivation of trypsin inhibitors in all the analyzed treatments. The values had varied of 5,48 UTI/mg of protein (control) the 7,65 UTI/mg of protein (T1). The biggest percentages had been for the treatments with previous drying, 30.31% and 28.45%, while that for the ones without previous drying it was of 14,68%, 14.12% and 19,38%. The control presented 9.82% of reactivation. The treatment the most efficient without previous drying was concluded that the roasting in conventional oven inactivated trypsin inhibitors, being, therefore, with this treatment, proteolysis had minor after reactivation of inhibitors in vitro. The roasting was responsible for the improvement of the digestibility of protein and dialyse of the iron in vitro. The treatment that promoted the biggest acceptability of the roasted grains of soy was what it received the time intermediate from 50 minutes, without previous drying.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Inibidores de proteases vegetais sÃo proteÃnas de baixa massa molecular, geralmente presentes em altas concentraÃÃes nos tecidos de armazenamento, particularmente em sementes de plantas pertencentes à famÃlia Fabaceae. Neste estudo, um inibidor de proteases pertencente à famÃlia Bowman-Birk (LzaBBI) foi purificado a partir do extrato salino de sementes de Luetzelburgia auriculata. ApÃs fervura desse extrato salino, o inibidor foi purificado por cromatografia de afinidade em matriz de anidrotripsina-Sepharose 4B, seguido de cromatografia em matriz de troca iÃnica (DEAE Sepharose) e cromatografia em fase reversa. Em condiÃÃes redutoras, ou nÃo, o LzaBBI apresentou massa molecular aparente de 17,3 kDa, e uma Ãnica cadeia polipeptÃdica. Sua sequÃncia NH2-terminal possui alta similaridade com inibidores do tipo Bowman-Birk de leguminosas. O LzaBBI permaneceu estÃvel apÃs fervura a 98 ÂC por 120 min, bem como apÃs incubado na faixa de pHs entre 2 a 11. AlÃm de possuir relevante estabilidade estrutural, de importÃncia para futuras aplicaÃÃes biotecnolÃgicas, apresentou efeito negativo no crescimento da bactÃria Staphylococcus aureus, quando em baixas concentraÃÃes. / Plant protease inhibitors are proteins of low molecular weight, usually present in high concentrations in storage tissues, particularly in seeds of species belong to the Fabaceae family. In this study, a Bowman-Birk protease inhibitor (LzaBBI) was purified from the saline extract of the Luetzelburgia auriculata seeds After boiling of this saline extract, the inhibitor was purified by affinity chromatography on Sepharose 4B-anhydrotrypsin, followed by ion exchange chromatography on DEAE Sepharose and reverse phase chromatography. Under reducing conditions or not, LzaBBI showed an apparent molecular mass of 17.3 kDa and a single polypeptide chain. The NH2-terminal sequencing of the LzaBBI showed high similarity with other Bowman-Birk inhibitors of legumes. LzaBBI remained stable after boiling at 98 ÂC for 120 min and also remained stable with trypsin inhibitory activity after incubation in pH buffers with pHs varying from 2 to 11. In addition to its relevant structural stability, of importance in future biotechnological applications, LzaBBI showed negative impact on the Staphylococcus aureus development when at low doses.