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Previous issue date: 2016-07-27 / FACEPE / Sementes de Moringa oleifera contêm lectina solúvel em água (WSMoL) que possui atividades larvicida, ovicida e estimulante de oviposição sobre Aedes aegypti e atividade termiticida contra Nasutitermes corniger. Esta tese descreve a purificação e caracterização da lectina WSMoLᴄ a partir de extrato aquoso de torta de moringa, co-produto obtido após extração do óleo, seus efeitos na sobrevivência de larvas, ovos e na oviposição de A. aegypti, a atividade inseticida sobre N. corniger e os efeitos de extratos, WSMoL e WSMoLC na sobrevivência e nutrição de insetos Sitophilus zeamais. WSMoLᴄ foi extraída em água destilada, fracionamento com sulfato de amônio e cromatografia em coluna de quitina. A lectina foi avaliada quanto à especificidade a carboidratos, por SDS-PAGE seguida de espectrometria de massas e estabilidade estrutural. Atividade larvicida contra A. aegypti foi determinada incubando larvas L4 por 24 h com o extrato ou WSMoLᴄ. A resistência da lectina à degradação por proteases digestivas foi determinada. Atividade ovicida de WSMoLᴄ foi avaliada incubando ovos com a lectina por 72 h e o efeito na oviposição foi realizado com fêmeas grávidas postas por 14 h em gaiolas contendo recipientes com água destilada e outro com lectina. Atividade termiticida foi avaliada em placas de Petri contendo discos de papel de filtro impregnados com WSMoLᴄ. Para avaliar a atividade inseticida contra S. zeamais, os insetos foram incubados por 7 dias em placas de Petri contendo dieta suplementada com extrato de sementes íntegras, extrato da torta, WSMoL ou WSMoLᴄ. A sobrevivência e parâmetros nutricionais foram avaliados. A interação de WSMoLᴄ com enzimas digestivas dos insetos também foi avaliada. WSMoLᴄ é uma proteína formada por α-hélices e apresentou duas bandas polipeptídicas (15 e 20 kDa) em SDS-PAGE. Análise por espectrometria de massas revelou similaridades com outras proteínas de sementes de moringa. A atividade hemaglutinante de WSMoLᴄ foi inibida por frutose, glicose, manose, N-acetilglucosamina e galactose. A lectina manteve sua estrutura secundária e terciária quando incubada em até 4 M de uréia, aquecida até 65ºC ou submetida a pressões menores que 2,7 kbar. Com relação aos efeitos sobre A. aegypti, a lectina apresentou atividades larvicida (CL₅₀ de 0,89 mg/mL) e ovicida (CE₅₀ de 0,13 mg/mL) e efeito estimulante de oviposição (0,1 mg/mL). WSMoLC mostrou-se resistente à degradação por proteases larvais e teve efeito estimulatório nas atividades de α-amilase e proteases totais e inibitório na atividade de tripsina. A lectina apresentou atividade termiticida para soldados (CL₅₀ de 0,629 mg/mL, 7 dias) e operários (CL₅₀ de 0,361 mg/mL, 6 dias) de N. corniger, e inibiu a atividade de endoglucanase, exoglucanase e α-amilase em extratos de intestino dos cupins. O extrato da torta não causou mortalidade significativa de S. zeamais, diferentemente do extrato obtido a partir das sementes íntegras (CL₅₀ de 214,6 mg/g) que apresentou ação deterrente moderada a forte. WSMoL e WSMoLᴄ causaram mortalidade significativa de S. zeamais, porém apenas WSMoLᴄ foi deterrente. Ambas lectinas apresentaram efeito estimulatório sobre a atividade de tripsina. Como conclusão, lectina com valor biotecnológico como agente inseticida pode ser recuperada a partir da torta de moringa. / Moringa oleifera seeds contain a water-soluble lectin (WSMoL) which showed larvicidal, ovicidal and oviposition-stimulant activities on Aedes aegypti and termiticidal activity against Nasutitermes corniger. This thesis describes the purification and characterization of lectin WSMoLᴄ from aqueous extract of moringa seed cake, by-product resulting after oil extraction, your effects on the survival of larvae, eggs and on the oviposition of A. aegypti, the insecticidal activity on N. corniger and the effects of extracts, WSMoL and WSMoLᴄ on survival and nutrition of Sitophilus zeamais adults. WSMoLᴄ was extracted in distilled water, fractionation with ammonium sulphate and chitin chromatography column. The lectin was evaluated for carbohydrate specificity, by SDS-PAGE followed by mass spectrometry, and structural stability. Larvicidal activity against A. aegypti was determined incubating L4 larvae for 24 h with extract or WSMoLᴄ. The resistance of the lectin to degradation by digestive proteases was determined. WSMoLᴄ ovicidal activity was evaluated incubating eggs with lectin for 72 h and the effect on oviposition was performed with females were put in cages for 14 h with a vessel containing distilled water and other with lectin. Termiticidal activity was evaluated in Petri plates containing filter paper discs impregnated with WSMoLᴄ. To assess insecticidal activity against S. zeamais, the insects were incubated for 7 days in Petri dishes containing diet supplemented with extract from whole seeds, cake extract, WSMoL or WSMoLᴄ. Survival rates and nutritional parameters were evaluated. The interaction of WSMoLC with digestive enzymes of the insects was also evaluated. WSMoLᴄ is a protein formed by α-helices and showed two polypeptide bands (15 and 20kDa) on SDS-PAGE. Analysis by mass spectrometry revealed similarities with other proteins from moringa seeds. The hemagglutinating activity of WSMoLᴄ was inhibited by fructose, glucose, mannose, N-acetylglucosamine and galactose. The lectin maintained its secondary and tertiary structures when incubated up to 4 M of urea, heated to 65°C or subjected to pressures lower than 2.7 kbar. With respect to effects on A. aegypti, the lectin presented larvicidal (LC₅₀ of 0.89 mg/mL) and ovicidal (EC₅₀ of 0.13 mg/mL) activities and oviposition-stimulant effect (0.1 mg/mL). WSMoLᴄ was resistant to degradation by larval proteases and had a stimulatory effect on α-amylase and total protease activities larvae and inhibitory on trypsin activity. The lectin presented termiticidal activity on soldiers (LC₅₀ of 0.629 mg/mL, 7 days) and workers (LC₅₀ of 0.361 mg/mL, 6 days) of N. corniger and inhibited endoglucanase, exoglucanase and α-amylase activities from termite gut extracts. The extract from seed cake did not cause significant mortality of S. zeamais, unlike the extract obtained from the whole seeds (LC₅₀ 214.6 mg/g) that showed moderate to strong deterrent action. WSMoL and WSMoLᴄ caused significant mortality of S. zeamais, only WSMoLᴄ exerted deterrent action. Both lectins showed stimulatory effect on trypsin activity. In conclusion, a lectin with biotechnological value as an insecticide agent can be recovered from the moringa seed cake.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/25071 |
| Date | 27 July 2016 |
| Creators | OLIVEIRA, Ana Patrícia Silva de |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/2885145995086459, PAIVA, Patrícia Maria Guedes, NAPOLEÃO, Thiago Henrique |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Bioquimica e Fisiologia, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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