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Feeding ecology of green lacewings / Ecologia alimentar de crisopídeos

Batista, Michela Costa 23 March 2016 (has links)
Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-10-03T14:58:49Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1535650 bytes, checksum: 3f7a877b6b568460f4e6f26fa968315f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-03T14:58:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1535650 bytes, checksum: 3f7a877b6b568460f4e6f26fa968315f (MD5) Previous issue date: 2016-03-23 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Para que os inimigos naturais encontrem as plantas e se estabeleçam em uma área de cultivo para fornecer o serviço de controle biológico, eles precisam ser atraídos para o local, sobreviver, reproduzirem-se e serem capazes de predar as pragas presentes nesse cultivo. Geralmente, a atração de inimigos naturais está direta ou indiretamente ligada às necessidades alimentares. Uma vez atraídos para a área, as fontes de alimento no cultivo e arredores devem ser apropriadas para promover o crescimento e estabelecimento das populações desses inimigos naturais. Nosso objetivo foi entender aspectos chave da ecologia alimentar de crisopídeos, predadores generalistas encontrados naturalmente em agroecossistemas e comumente comercializados como agentes de controle biológico. No Capítulo I, avaliamos a atratividade de espécies de plantas aromáticas a Ceraeochrysa cubana Hagen, uma espécie de crisopídeo com ampla distribuição geográfica e que pode ser encontrada em diversos sistemas de cultivo. Adicionalmente, foram testados os efeitos dessas plantas aromáticas na sobrevivência e performance de larvas e adultos de C. cubana, a fim de elucidar a importância dessas plantas para o estabelecimento de populações de crisopídeos. Constatamos que plantas de Ocimum basilicum (manjericão) sem flores e não infestadas foram atrativas para C. cubana, e que as larvas podem sobreviver em O. basilicum por um período de tempo maior em comparação com as outras espécies de plantas aromáticas avaliadas. Adicionalmente, as flores de O. basilicum proporcionaram uma sobrevivência longa para larvas e adultos de C. cubana, em comparação com o controle negativo (água). Os resultados indicam que a utilização de O. basilicum como um componente de diversificação em áreas agrícolas pode ser benéfico para a atração e manutenção de populações de C. cubana para favorecer o controle biológico. No Capítulo II, foi estudada a amplitude de dieta de Chrysoperla rufilabris Burmeister, uma espécie de crisopídeo comumente usada e comercializada como agente de controle biológico, com 16 espécies de afideos, avaliando-se a qualidade dessas espécies para a sobrevivência e o fitness desse predador generalista. Os resultados mostraram que C rufilabris se alimentou de todas as espécies de afideo oferecidas. No entanto, esse crisopídeo se desenvolveu e produziu ovos apenas quando alimentado por sete das 16 espécies avaliadas, estando a maioria destas espécies agrupadas em um mesmo ramo filogenético. Também foi encontrado um forte sinal filogenético para a sobrevivência, consumo de afídeos e produção de ovos de C. ruleabris, indicando que a maioria das espécies apropriadas a C. ruleabris são filogeneticamente próximas, o que demonstra que essa espécie de crisopídeo é menos generalista do que se havia suposto. Assim, C. ruleabris pode não se beneficiar de uma grande amplitude de presas e isso deve ser levado em consideração no planejamento de estratégias de controle biológico que visem utilizar esse crisopídeo. Conclui-se que o conhecimento sobre a ecologia alimentar de agentes de controle biológico é essencial antes da escolha das espécies a serem liberadas ou atraídas e mantidas em uma área cultivada. Nesse sentido, O. basilicum é uma espécie de planta aromática promissora para atrair e manter populações de crisopídeos no campo. Além da atratividade, é importante considerar a filogenia das presas em estudos de amplitude de dieta de predadores generalistas a fim de se obter melhores resultados em programas de controle biológico. / Biological control is a pest management strategy that relies on the action of natural enemies to control the populations of herbivores, minimizing their damage on cultivated areas. For natural enemies to find and establish in a cropping area to provide biological control services they need to be attracted to the area, survive, reproduce, and be capable of preying on the pests present in the crop. Usually, natural enemy attraction is direct or indirectly linked with feeding needs. Once attracted to the area, the food resources in the crop and surroundings must be suitable to promote population growth and establishment of natural enemies populations. Therefore, the aim of this thesis was to understand key aspects of the feeding ecology of green lacewings, generalist predators naturally found in agroecosystems and commonly commercialized as biological control agents. On Chapter I, we assessed the attractiveness of aromatic plant species to Ceraeochrysa cabana Hagen, a lacewing species with a broad geographical range that can be found in several cropping systems. Additionally, we tested the effects of those aromatic plants on survival and performance of larvae and adults of C. cabana, in order to elucidate the importance of such plant species to the establishment of green lacewing populations. We found that non-flowering and uninfested Ocimam basilicam (basil) plants were attractive to C. cabana, and that larvae could survive for a longer period of time in O. basilicam leaves compared to the other aromatic plant species tested. Additionally, O. basilicam flowers promoted a long survival for larvae and adults of C. cabana, compared to the negative control (water). Results indicate that using O. basilicam as a diversification component in cultivated areas may be beneficial to attract and maintain C. cabana populations to support biological control. On chapter II, we studied the diet breadth of Chrysoperla rafilabris Burmeister, a green lacewing commonly used and commercialized as a biological control agent, over 16 aphid species, assessing the quality of those species on survival and fitness of this generalist predator. Results demonstrated that C. rafilabris preyed over all the aphid species, but could develop and produce eggs only in seven species, most of them from the same cluster in a phylogenetic tree. We also found a strong phylogenetic signal for survival, aphid consumption and egg load of C. rafilabris, indicating that most of the species more suitable to C. rufilabris were closely related, which demonstrate that this green lacewing species is less generalist than it was supposed. Thus, C. rufilabris may not benefit from a broad prey range and that has to be taken into consideration when planning biological control strategies using this green lacewing species. In conclusion, knowledge on the feeding ecology of biological control agents is essential before choosing the species to be released or that to be attracted to and to maintain in the cropping system. In this sense, O. basilicum is a promising aromatic plant species to attract and maintain lacewing populations in the field. Additionally to attractiveness, it is important to consider prey phylogeny in the study of generalist predators diet breadth in order to have better results in biological control programs.
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Purificação, caracterização bioquímica e atividade biológica in vitro contra insetos praga de um novo inibidor de tripsina isolado de sementes de Sapindus saponaria L. (Sapindaceae) / Purification, biochemical characterization and in vitro biological activity against insect pests of a new trypsin inhibitor isolated from seeds of Sapindus saponaria L. (Sapindaceae)

Lima, Glauber Pacelli Gomes de January 2012 (has links)
LIMA, G. P. G. Purificação, caracterização bioquímica e atividade biológica in vitro contra insetos praga de um novo inibidor de tripsina isolado de sementes de Sapindus saponaria L. (Sapindaceae). 2012. 122 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2015-03-12T15:00:00Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_gpglima.pdf: 2370771 bytes, checksum: 509ae0531057d53f967b325467f88d5c (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2016-03-29T17:18:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_gpglima.pdf: 2370771 bytes, checksum: 509ae0531057d53f967b325467f88d5c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-29T17:18:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_gpglima.pdf: 2370771 bytes, checksum: 509ae0531057d53f967b325467f88d5c (MD5) Previous issue date: 2012 / Environmental toxicity, low biodegradability and increased resistance in agricultural pest insects and in insect vectors of diseases to insecticides traditionally used for their control have encouraged the development of chemical alternatives with greater specificity and biodegradability especially from plants. In this way, the present study aimed the purification, characterization and evaluation of activity towards pest insect digestive enzymes of a new trypsin inhibitor obtained from Sapindus saponaria seeds. This new trypsin inhibitor obtained from S. saponaria seeds (SSTI2) belongs to Potato I inhibitor family and was purified by protein precipitation with trichloroacetic acid, affinity chromatography and reverse phase chromatography using UFLC system. The native inhibitor and its fragments generated by enzymatic treatment with trypsin and pepsin were analyzed and sequenced by MALDI-TOF and ESI-TOF mass spectrometry, determining its accurate molecular mass (MM = 7571, 976 Da) and primary structure (64 of 69 amino acids). The SSTI2 showed an IC50 of 8.3 x 10-2 μmol.L-1 against bovine trypsin, and a much lower inhibitory activity on the enzymes chymotrypsin (13.24 ± 0.28%) and papain (5.28 ± 0 , 42%), but was unable to inhibit proteolysis promoted by bromelain. In spite to show moderate inhibition of total digestive enzymes (4.74 ± 0.45% to 56.06 ± 1.41%), the inhibitor was very effective upon trypsin-like enzymes present in Aedes aegypti (92.44 ± 0.99%), Anthonomus grandis (77.93 ± 0.12%), Anticarsia gemmatalis ( 32.21 ± 0.57%) and Spodoptera frugiperda (71.44 ± 1.23%) guts. This strong inhibitory effect of SSTI2 on the catalytic activity of trypsin-like peptidases of insect’s midguts suggests a possible suppressive effect on development and survival of insects fed with diets containing the inhibitor. Thus, future in vivo assays and evaluation of other biochemical properties will be important to establish the potential biotechnological application of SSTI2, especially for the combat of Ae. aegypti, A. grandis and An. gemmatalis. Furthermore, the sequence of SSTI2 elucidated in this study allows the chemical synthesis, cloning of coding gene sequence and heterologous expression of this potential new biotechnological tool. / A toxicidade ao meio ambiente, a baixa biodegrabilidade e a crescente resistência de insetos praga da agricultura e de insetos vetores de doenças aos inseticidas tradicionalmente utilizados tem estimulado o desenvolvimento de alternativas com maior biodegradabilidade e especificidade, especialmente de origem vegetal. Nesse sentido, o presente estudo consistiu na purificação, caracterização e avaliação do efeito biológico in vitro de um novo inibidor de tripsina obtido das sementes de Sapindus saponaria sobre as enzimas digestivas de insetos. Através de precipitação com ácido tricloroacético (TCA), cromatografia de afinidade à tripsina e cromatografia de fase reversa em sistema UFLC, foi purificado um novo inibidor de tripsina (SSTI2) pertencente ao grupo de inibidores do tipo Batata I, uma categoria de inibidores de peptidases serínicas com reconhecido efeito tóxico sobre insetos. O inibidor nativo e fragmentos desse gerados por tratamento enzimático com tripsina e pepsina foram analisados e sequenciados por espectrometria de massa do tipo MALDI-TOF e ESI-TOF, determinando assim a sua massa molecular acurada (MM = 7571, 976 Da) e elucidando a sua estrutura primária (64/69 aminoácidos). O inibidor apresentou uma IC50 de 8,3 x 10-2 μmol.L-1 contra a tripsina bovina, mas apresentou baixa atividade inibitória sobre as enzimas quimotripsina (13,24 ± 0,28%) e papaína (5,28 ± 0,42%), e não foi capaz de inibir a proteólise promovida pela bromelaína. O SSTI2 inibiu moderadamente a atividade catalítica das enzimas digestivas totais dos insetos, com percentual de inibição variando entre 4,74 ± 0,45% a 56,06 ± 1,41%. No entanto, o inibidor foi eficaz em atuar sobre as enzimas digestivas do tipo tripsina presentes nos intestinos dos insetos Aedes aegypti (92,44 ± 0,99%), Anthonomus grandis (77,93 ± 0,12%), Anticarsia gemmatalis (32,21 ± 0,57%) e Spodoptera frugiperda (71,44 ± 1,23%). Esse expressivo efeito inibitório do SSTI2 sobre a atividade catalítica das peptidases do tipo tripsina provenientes do intestino médio dos insetos sugere um possível efeito supressor no desenvolvimento e sobrevivência de insetos alimentados com dietas contendo o inibidor. Assim, futuros estudos in vivo e avaliações de outras propriedades bioquímicas do inibidor serão importantes para determinar a potencial aplicação biotecnológica do SSTI2, especialmente para o combate de A. aegypti, A. grandis e A. gemmatalis. Além disso, a sequência do SSTI2 elucidada nesse estudo possibilita a síntese, clonagem do gene codificante e expressão heteróloga dessa potencial ferramenta biotecnológica.
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Toxicidade de extratos vegetais ao percevejo bronzeado do eucalipto Thaumastocoris peregrinus (hemiptera: heteroptera: thaumastocoridae) e organismos não-alvo / Toxicity of plant extracts to the bronze bug Thaumastocoris peregrinus (Hemiptera: Heteroptera: Thaumastocoridae) and non-target organisms

Haas, Jucelaine 27 November 2015 (has links)
CAPES; CNPq / Thaumastocoris peregrinus (Hemiptera: Thaumastocoridae) é um inseto originário da Austrália que está causando sérios danos à cultura do eucalipto ao redor do mundo. Ao alimentar-se da seiva das folhas, causa seu bronzeamento, podendo levar à desfolha. Medidas de controle estão sendo estudadas e a mais promissora é o parasitoide de ovos Cleruchoides noackae (Hymenoptera: Mymaridae). Produtos alternativos a base de compostos provenientes de plantas com potencial inseticida também poderiam ser uma ferramenta importante, e talvez serem utilizados concomitantemente com o parasitoide, visando um controle mais efetivo. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi verificar a ação dos extratos aquosos de Matricaria chamomilla, Echinodorus grandiflorus, Punica granatum, Maytenus ilicifolia e Origanum majorana a 5% sobre T. peregrinus. Além disso, estudar sua possível toxicidade contra C. noackae e Gallus domesticus L., tendo em vista que estes compostos podem ter efeito negativo indesejado sobre organismos não alvo. Em uma primeira etapa, cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) foi utilizada para verificar os compostos fenólicos presentes nos extratos. Os extratos, então, foram testados sobre percevejo adultos, em confinamento (para verificar a ação inseticida) e teste de livre escolha (para verificar a ação repelente). Os três extratos que mostraram melhores resultados foram selecionados para os testes com os organismos não alvo. Com relação à C. noackae, testes pré e pós-parasitismo, de confinamento e de livre-escolha foram realizados para verificar se os extratos afetariam a escolha do hospedeiro pelas fêmeas ou o desenvolvimento das fases imaturas do parasitoide. Para verificar se os extratos seriam tóxicos a G. domesticus, estes foram adicionados à dieta de aves juvenis por cinco dias. Parâmetros como peso, consumo de alimento, quantificação de enzimas séricas e análise histopatológica foram realizados. Por meio das análises cromatográficas, foram detectados os ácidos gálico, ferúlico, cafeico, cumárico e vanílico. Os extratos levaram à mortalidade de 100% dos insetos em até 49% do tempo, quando comparados com a testemunha, mas E. grandiflorus, Matricaria chamomilla e Maytenus ilicifolia destacaram-se mostrando efeito repelente, sendo selecionados para a próxima etapa. Nenhum destes afetou a escolha do hospedeiro pela fêmea ou a emergência dos parasitoides, quando comparado com a testemunha. Além disso, os extratos não causaram alterações em G. domesticus, em nenhum dos parâmetros avaliados. Desta forma, verificou-se que E. grandiflorus, Matricaria chamomilla e Maytenus ilicifolia têm potencial para serem utilizados no controle de T. peregrinus, bem como mostraram-se seguros para C. noackae e G. domesticus. / Thaumastocoris peregrinus (Hemiptera: Thaumastocoridae ) is an insect from Australia which is causing severe damage to eucalyptus crops around the world. When feeding from the leaves sap, it causes bronzening, and in extreme cases, may lead to the tree death. Control methods have been studied and the most promising so far is the egg parasitoid Cleruchoides noackae (Hymenoptera: Mymaridae). Alternative products from plants with insecticidal properties could also be a viable option, and they might even be used concomitantly with C. noackae, aiming for a most effective control, but still safe for the environment. Thus, the objective of this work was to verify the action of 5% aqueous plant extracts of Matricaria chamomilla, Echinodorus grandiflorus, Punica granatum, Maytenus ilicifolia a n d Origanum majorana on T. peregrinus. In addition, we aimed to study the extracts potential toxicity to C. noackae and Gallus domesticus L., since the plant compounds might have negative effect upon the non-target organisms. At first, HPLC (High Performance Liquid Chromatography) was used to verify which phenolic compounds would be found in the plant extracts. These were tested on bronze bug adults, in confinement test (to verify the insecticidal action of the extracts) and free-choice test (to verify the repellency). The extracts that showed better results were selected for further tests with non-target organisms. Regarding C. noackae, pre-parasitism and post-parasitism, confinement and free-choice tests were performed to verify if the extracts would affect the host-choosing by the female or the development of the immature stages of the parasitoid. To verify if the extracts would be toxic to G. domesticus, the plant extracts were added to young birds feed for five days. Parameters such as weight gain, food intake, quantification of serum enzymes and histopathological analysis were carried out. HPLC analysis detected gallic, ferulic, vanillic, caffeic and cumaric acid in the extracts samples. All plant extracts tested reduced T. peregrinus survival, but E. grandiflorus, Matricaria chamomilla Maytenus ilicifolia had also a repellent effect, and were tested on the non-target organisms. None of these extracts affected neither the host choice by C. noackae nor adult emergency, when compared to the control group. In addition, the extracts did not cause alterations in any of the studied parameters. Thus, we verified that E. grandiflorus, Matricaria chamomilla and Maytenus ilicifolia have potential to be used to control T. peregrinus and are safe to C. noackae and G. domesticus.
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Toxicidade de extratos vegetais ao percevejo bronzeado do eucalipto Thaumastocoris peregrinus (hemiptera: heteroptera: thaumastocoridae) e organismos não-alvo / Toxicity of plant extracts to the bronze bug Thaumastocoris peregrinus (Hemiptera: Heteroptera: Thaumastocoridae) and non-target organisms

Haas, Jucelaine 27 November 2015 (has links)
CAPES; CNPq / Thaumastocoris peregrinus (Hemiptera: Thaumastocoridae) é um inseto originário da Austrália que está causando sérios danos à cultura do eucalipto ao redor do mundo. Ao alimentar-se da seiva das folhas, causa seu bronzeamento, podendo levar à desfolha. Medidas de controle estão sendo estudadas e a mais promissora é o parasitoide de ovos Cleruchoides noackae (Hymenoptera: Mymaridae). Produtos alternativos a base de compostos provenientes de plantas com potencial inseticida também poderiam ser uma ferramenta importante, e talvez serem utilizados concomitantemente com o parasitoide, visando um controle mais efetivo. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi verificar a ação dos extratos aquosos de Matricaria chamomilla, Echinodorus grandiflorus, Punica granatum, Maytenus ilicifolia e Origanum majorana a 5% sobre T. peregrinus. Além disso, estudar sua possível toxicidade contra C. noackae e Gallus domesticus L., tendo em vista que estes compostos podem ter efeito negativo indesejado sobre organismos não alvo. Em uma primeira etapa, cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) foi utilizada para verificar os compostos fenólicos presentes nos extratos. Os extratos, então, foram testados sobre percevejo adultos, em confinamento (para verificar a ação inseticida) e teste de livre escolha (para verificar a ação repelente). Os três extratos que mostraram melhores resultados foram selecionados para os testes com os organismos não alvo. Com relação à C. noackae, testes pré e pós-parasitismo, de confinamento e de livre-escolha foram realizados para verificar se os extratos afetariam a escolha do hospedeiro pelas fêmeas ou o desenvolvimento das fases imaturas do parasitoide. Para verificar se os extratos seriam tóxicos a G. domesticus, estes foram adicionados à dieta de aves juvenis por cinco dias. Parâmetros como peso, consumo de alimento, quantificação de enzimas séricas e análise histopatológica foram realizados. Por meio das análises cromatográficas, foram detectados os ácidos gálico, ferúlico, cafeico, cumárico e vanílico. Os extratos levaram à mortalidade de 100% dos insetos em até 49% do tempo, quando comparados com a testemunha, mas E. grandiflorus, Matricaria chamomilla e Maytenus ilicifolia destacaram-se mostrando efeito repelente, sendo selecionados para a próxima etapa. Nenhum destes afetou a escolha do hospedeiro pela fêmea ou a emergência dos parasitoides, quando comparado com a testemunha. Além disso, os extratos não causaram alterações em G. domesticus, em nenhum dos parâmetros avaliados. Desta forma, verificou-se que E. grandiflorus, Matricaria chamomilla e Maytenus ilicifolia têm potencial para serem utilizados no controle de T. peregrinus, bem como mostraram-se seguros para C. noackae e G. domesticus. / Thaumastocoris peregrinus (Hemiptera: Thaumastocoridae ) is an insect from Australia which is causing severe damage to eucalyptus crops around the world. When feeding from the leaves sap, it causes bronzening, and in extreme cases, may lead to the tree death. Control methods have been studied and the most promising so far is the egg parasitoid Cleruchoides noackae (Hymenoptera: Mymaridae). Alternative products from plants with insecticidal properties could also be a viable option, and they might even be used concomitantly with C. noackae, aiming for a most effective control, but still safe for the environment. Thus, the objective of this work was to verify the action of 5% aqueous plant extracts of Matricaria chamomilla, Echinodorus grandiflorus, Punica granatum, Maytenus ilicifolia a n d Origanum majorana on T. peregrinus. In addition, we aimed to study the extracts potential toxicity to C. noackae and Gallus domesticus L., since the plant compounds might have negative effect upon the non-target organisms. At first, HPLC (High Performance Liquid Chromatography) was used to verify which phenolic compounds would be found in the plant extracts. These were tested on bronze bug adults, in confinement test (to verify the insecticidal action of the extracts) and free-choice test (to verify the repellency). The extracts that showed better results were selected for further tests with non-target organisms. Regarding C. noackae, pre-parasitism and post-parasitism, confinement and free-choice tests were performed to verify if the extracts would affect the host-choosing by the female or the development of the immature stages of the parasitoid. To verify if the extracts would be toxic to G. domesticus, the plant extracts were added to young birds feed for five days. Parameters such as weight gain, food intake, quantification of serum enzymes and histopathological analysis were carried out. HPLC analysis detected gallic, ferulic, vanillic, caffeic and cumaric acid in the extracts samples. All plant extracts tested reduced T. peregrinus survival, but E. grandiflorus, Matricaria chamomilla Maytenus ilicifolia had also a repellent effect, and were tested on the non-target organisms. None of these extracts affected neither the host choice by C. noackae nor adult emergency, when compared to the control group. In addition, the extracts did not cause alterations in any of the studied parameters. Thus, we verified that E. grandiflorus, Matricaria chamomilla and Maytenus ilicifolia have potential to be used to control T. peregrinus and are safe to C. noackae and G. domesticus.
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Purificação, caracterização bioquímica e atividade biológica in vitro contra insetos praga de um novo inibidor de tripsina isolado de sementes de Sapindus saponaria L. (Sapindaceae) / Purification, biochemical characterization and in vitro biological activity against insect pests of a new trypsin inhibitor isolated from seeds of Sapindus saponaria L. (Sapindaceae)

Lima, Glauber Pacelli Gomes de January 2012 (has links)
LIMA, Glauber Pacelli Gomes de. Purificação, caracterização bioquímica e atividade biológica in vitro contra insetos praga de um novo inibidor de tripsina isolado de sementes de Sapindus saponaria L. (Sapindaceae). 119 f. : Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências, Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica. Fortaleza-CE, 2012. / Submitted by Eric Santiago (erichhcl@gmail.com) on 2016-05-20T13:23:01Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_gpglima.pdf: 2370771 bytes, checksum: 509ae0531057d53f967b325467f88d5c (MD5) / Approved for entry into archive by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-05-23T11:59:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_gpglima.pdf: 2370771 bytes, checksum: 509ae0531057d53f967b325467f88d5c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-23T11:59:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_gpglima.pdf: 2370771 bytes, checksum: 509ae0531057d53f967b325467f88d5c (MD5) Previous issue date: 2012 / Environmental toxicity, low biodegradability and increased resistance in agricultural pest insects and in insect vectors of diseases to insecticides traditionally used for their control have encouraged the development of chemical alternatives with greater specificity and biodegradability especially from plants. In this way, the present study aimed the purification, characterization and evaluation of activity towards pest insect digestive enzymes of a new trypsin inhibitor obtained from Sapindus saponaria seeds. This new trypsin inhibitor obtained from S. saponaria seeds (SSTI2) belongs to Potato I inhibitor family and was purified by protein precipitation with trichloroacetic acid, affinity chromatography and reverse phase chromatography using UFLC system. The native inhibitor and its fragments generated by enzymatic treatment with trypsin and pepsin were analyzed and sequenced by MALDI-TOF and ESI-TOF mass spectrometry, determining its accurate molecular mass (MM = 7571, 976 Da) and primary structure (64 of 69 amino acids). The SSTI2 showed an IC50 of 8.3 x 10-2 μmol.L-1 against bovine trypsin, and a much lower inhibitory activity on the enzymes chymotrypsin (13.24 ± 0.28%) and papain (5.28 ± 0 , 42%), but was unable to inhibit proteolysis promoted by bromelain. In spite to show moderate inhibition of total digestive enzymes (4.74 ± 0.45% to 56.06 ± 1.41%), the inhibitor was very effective upon trypsin-like enzymes present in Aedes aegypti (92.44 ± 0.99%), Anthonomus grandis (77.93 ± 0.12%), Anticarsia gemmatalis ( 32.21 ± 0.57%) and Spodoptera frugiperda (71.44 ± 1.23%) guts. This strong inhibitory effect of SSTI2 on the catalytic activity of trypsin-like peptidases of insect’s midguts suggests a possible suppressive effect on development and survival of insects fed with diets containing the inhibitor. Thus, future in vivo assays and evaluation of other biochemical properties will be important to establish the potential biotechnological application of SSTI2, especially for the combat of Ae. aegypti, A. grandis and An. gemmatalis. Furthermore, the sequence of SSTI2 elucidated in this study allows the chemical synthesis, cloning of coding gene sequence and heterologous expression of this potential new biotechnological tool. / A toxicidade ao meio ambiente, a baixa biodegrabilidade e a crescente resistência de insetos praga da agricultura e de insetos vetores de doenças aos inseticidas tradicionalmente utilizados tem estimulado o desenvolvimento de alternativas com maior biodegradabilidade e especificidade, especialmente de origem vegetal. Nesse sentido, o presente estudo consistiu na purificação, caracterização e avaliação do efeito biológico in vitro de um novo inibidor de tripsina obtido das sementes de Sapindus saponaria sobre as enzimas digestivas de insetos. Através de precipitação com ácido tricloroacético (TCA), cromatografia de afinidade à tripsina e cromatografia de fase reversa em sistema UFLC, foi purificado um novo inibidor de tripsina (SSTI2) pertencente ao grupo de inibidores do tipo Batata I, uma categoria de inibidores de peptidases serínicas com reconhecido efeito tóxico sobre insetos. O inibidor nativo e fragmentos desse gerados por tratamento enzimático com tripsina e pepsina foram analisados e sequenciados por espectrometria de massa do tipo MALDI-TOF e ESI-TOF, determinando assim a sua massa molecular acurada (MM = 7571, 976 Da) e elucidando a sua estrutura primária (64/69 aminoácidos). O inibidor apresentou uma IC50 de 8,3 x 10-2 μmol.L-1 contra a tripsina bovina, mas apresentou baixa atividade inibitória sobre as enzimas quimotripsina (13,24 ± 0,28%) e papaína (5,28 ± 0,42%), e não foi capaz de inibir a proteólise promovida pela bromelaína. O SSTI2 inibiu moderadamente a atividade catalítica das enzimas digestivas totais dos insetos, com percentual de inibição variando entre 4,74 ± 0,45% a 56,06 ± 1,41%. No entanto, o inibidor foi eficaz em atuar sobre as enzimas digestivas do tipo tripsina presentes nos intestinos dos insetos Aedes aegypti (92,44 ± 0,99%), Anthonomus grandis (77,93 ± 0,12%), Anticarsia gemmatalis (32,21 ± 0,57%) e Spodoptera frugiperda (71,44 ± 1,23%). Esse expressivo efeito inibitório do SSTI2 sobre a atividade catalítica das peptidases do tipo tripsina provenientes do intestino médio dos insetos sugere um possível efeito supressor no desenvolvimento e sobrevivência de insetos alimentados com dietas contendo o inibidor. Assim, futuros estudos in vivo e avaliações de outras propriedades bioquímicas do inibidor serão importantes para determinar a potencial aplicação biotecnológica do SSTI2, especialmente para o combate de A. aegypti, A. grandis e A. gemmatalis. Além disso, a sequência do SSTI2 elucidada nesse estudo possibilita a síntese, clonagem do gene codificante e expressão heteróloga dessa potencial ferramenta biotecnológica.

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