O uso potencial do inibidor de α-amilase de trigo 0.53 no controle de bruquídeos

Abstract

Inibidores de α-amilase de plantas apresentam um grande potencial para uso biotecnológico, através de tranformação de plantas visando resistência a insetos- praga. Neste contexto, estudou-se o potencial inseticida do inibidor de α-amilase 0.53 sobre os insetos-praga de grãos armazenados de feijão, visando sua utilização em programas de melhoramento genético. Plantas de trigo foram escolhidas como fonte vegetal devido a presença de inúmeras isoformas de inibidores de α-amilases em suas sementes. Os inibidores de α-amilases, presentes em sementes de trigo (Triticum aestivum), foram purificados e caracterizados e o gene para o inibidor 0.53 foi isolado utilizando técnicas de RT-PCR, utilizando cDNAs como molde. A sequência para o inibidor 0.53 foi então subclonada no vetor de expressão pPICZαA (pFSP-pPICZαA-0.53) e a expressão da proteína recombinante foi realizada em células de levedura metilotrófica Pichia pastoris. Após estabelecimento das condições de expressão, a proteína recombinante, expressa e secretada no meio de cultura, foi purificada por HPLC (Cromatografia Líquida de Alta Performance). Ensaios in vitro utilizando as α-amilases dos insetos-praga: Acanthocelides obtectus, Zabrotes subfasciatus, Callosobruchus maculatus e a α-amilase pancreática de Porco (PPA), mostraram que a atividade desse inibidor é altamente dependente das condições de pH. Em pH 4,5, o inibidor 0.53 foi capaz de inibir unicamente as α-amilases dos diferentes insetos, não apresentando nenhuma atividade para a amilase de mamífero PPA. Porém, em pH 7,2, o inibidor recombinante 0.53 atuou unicamente sobre a PPA, inibindo cerca de 90% de sua atividade, não sendo ativo para α-amilases dos diferentes insetos alvo testados. Desta forma, o inibidor recombinante 0,53 poderá ser utilizado em diversos estudos de toxicidade em mamíferos, estudos complementares de interação molecular, a fim de verificar sua segurança alimentar e potencial uso biotecnológico. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT

α-Amylase plant inhibitors exhibit a great potential for biotechnological use, using plants of transformation aiming resistance against insects-pest. This work studies the potential insecticidal effects of α-amylases inhibitor 0.53 against insects-pest in stored bean grains, and also the possibility of its use for the plant genetic improvement. Seeds from wheat plants were chosen as a vegetable source due to their presence of several α-amylases inhibitors isoforms. Firstly, the α-amylases inhibitors synthesized in wheat seeds (Triticum aestivum), were isolated, characterized and the gene encoding the 0.53 inhibitor isolated by RT-PCR techniques, using cDNAS as template. The 0.53 inhibitor coding sequence was then subcloned into the expression vector pPICZαA (pFSP-pPICZαA-0.53) and the recombinant protein expression was carried by metilotrofic yeast Pichia pastorisI cell. After the establishment expression conditions, the recombinant protein, secreted in the culture, medium was purified by HPLC (High Performance Liquid Chromatography). In vitro assays using α-amylases from the insect-pest: Acanthocelides obtectus, Zabrotes subfasciatus, Callosobruchus maculatus and α-amylase from pancreatic porcine (PPA), had shown that the activity of this inhibitor is highly dependent of the pH conditions. In pH 4,5, the 0.53 inhibitor was able capable to inhibit solely insects α-amylases, but showed no activity for PPA. Otherwise, in pH 7,2, 0.53 recombinant inhibitor act only against PPA, inhibiting about 90%, not being active for insects α-amylases tested. Due to the characteristics described above the 0.53 recombinant inhibitor could be used in several studies in mammals toxicity tests, complementary studies of molecular interaction, in order to verify its alimentary security and potential biotechnological use.