Modelagem molecular e cinética enzimática: análises da inibição de tripsinas de pragas Lepidoptera por proteínas envolvidas na defesa de plantas

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Meriño Cabrera, Yaremis Beatriz
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; Bioquímica Aplicada
• Palavras-chave em Português: Proteínas - Inibidores; Simulação de acoplamento molecular; Insetos; Peptídeos; Enzimas proteolíticas; CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::ENZIMOLOGIA
• Link de acesso: https://locus.ufv.br/handle/123456789/32948

Inibidores de proteases (IPs) são considerados uma alternativa mais sustentável aos pesticidas inorgânicos comumente utilizados no controle de pragas. A atuação de IPs nas tripsinas digestivas de herbívoros gera impactos negativos em parâmetros do ciclo de vida destes, como sobrevivência, peso larval e oviposição. Embora existam IPs naturais com atividade inseticida satisfatória, muitos destes são superados pelos insetos através da expressão de novas proteases. Além disso, inibidores de tripsinas naturais são moléculas grandes, aumentando as chances de serem clivados e inativados por outras enzimas proteolíticas. Sendo assim, o desenvolvimento de inibidores de proteases orgânicos de pequenas cadeias de resíduos de aminoácidos e alta especificidade a tripsinas do intestino médio de herbívoros, pode auxiliar no controle de pragas agrícolas. Assim, neste estudo foi testado a capacidade de inibição de duas proteínas inhibitorias, ApTI (do inglês Adananthera pavonina trypsin inhibitor) e ILTI (do inglês Inga laurina trypsin inhibitor), sobre tripsinas das espécies Spodoptera cosmioides e Anticarsia gemmatalis, ambas as espécies pertencem à ordem Lepidoptera. O sítio de ligação e o potencial de inibir tripsina-like destas especies pelos inibidores foram avaliados por docking e dinâmica molecular, ensaios para caracterização de parâmetros cinéticos e ensaios biológicos, misturando os inibidores em dieta artificial. O objetivo foi analisar o potencial inibiotório destas proteínas e a partir dos resultados estruturais e bioquímicos obtidos, desenvolver peptídeos com alta capacidade inseticida, que possam ser utilizados como modelo para a produção de peptídeos miméticos, serem pulverizados nas plantas, ou gerar dados para o desenvolvimento de plantas transgênicas. Os inibidores ILTI e ApTI apresentam alto potencial biotecnológico como agentes contra insetos fitófagos Lepidoptera, inibindo tripsinas por inibição tight-binding, com características competitivas e não competitivas, respectivamente. A ação de ApTI e ILTI no desenvolvimento de larvas de S. cosmioides e A. gemmatalis mostra que estes inibidores influenciam a sobrevivência larval, indicando seu potencial tóxico. Os peptídeos derivados do sitio reativo do inibidor ILTI apresentam afinidade pelas enzimas tripsinas de S. cosmioides e reduzem sua atividade biológica, confirmando o potencial inibitório destes compostos. Palavras-chave: Proteínas-inibidores. Simulação de acoplamento molecular. Insetos. Peptídeos. Enzimas proteolíticas.