Defesa bioquímica de plantas às pragas agrícolas: desenho racional de inibidores de proteases peptídicos a serem utilizados nas formulações biopesticidas

• Autor(a) principal: Barros, Rafael de Almeida
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/29614; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2022.339
• topic: Peptídeos - Inibidores; Lagarta-da-soja; Serina proteases; Moléculas - Modelos; Enzimologia

Os danos causados por insetos lepidópteros reduzem o rendimento e a qualidade das lavouras de soja devido à desfolha, impactando negativamente os lucros da agricultura. Para controlar essas pragas, muitos produtores de soja recorrem a grandes quantidades de agrotóxicos sintéticos e cultivares transgênicos contendo toxinas Bt. Os agrotóxicos sintéticos comumente utilizados, além de refratários, impactando negativamente o meio ambiente, muitas vezes estão relacionados a problemas de saúde humana. Além disso, a pressão seletiva em herbívoros causada pelo uso de um modo de ação único, como proteínas tóxicas de cultivares Bt transgênicas, gera pragas resistentes. Por isso, a busca por compostos biológicos ecologicamente corretos, com diferentes modos de ação e efeitos semelhantes aos dos agrotóxicos convencionais, tem ganhado atenção em todo o mundo devido ao seu apelo sustentável. Os inibidores de protease (IPs) fazem parte da defesa natural das plantas contra herbívoros e aparecem como um potencial agente de controle para complementar, ou mesmo substituir, os atuais agrotóxicos convencionais. Essas moléculas se ligam a proteases que clivam as proteínas da dieta em aminoácidos livres, prejudicando o ciclo de vida e a reprodução dos insetos. No entanto, devido à coevolução com as plantas, os herbívoros desenvolveram adaptações para retardar os efeitos dos IPs naturais, reduzindo sua eficácia no campo. Neste trabalho, primeiramente, foram avaliados os efeitos de dois inibidores de proteases peptídicos (GORE1 e GORE2) desenhados a partir de substratos tripeptídicos de tripsina-like contra Anticarsia gemmatalis através de estudos de docking e dinâmica molecular, ensaios enzimáticos in vitro e in vivo e testes biológicos. Posteriormente, foram avaliados os efeitos diferenciais de dois inibidores de proteases BPTI (Bovine pancreatic trypsin inhibitor) – non-host PI e SKTI (Soybean kunitz trypsin inhibitor) – host PI – nas respostas adaptativos e no ciclo de vida de Anticarsia gemmatalis. Além disso, foram realizados ensaios computacionais de dinâmica molecular proteína- proteína a fim de identificar os sítios reativos destas duas moléculas, visando o desenho de outros novos peptídeos inibidores de proteases. Os inibidores peptídicos são potenciais candidatos para o manejo de insetos lepidópteros. A otimização dessas moléculas, por meio de modificações químicas estruturais, e a formulação de biopesticidas contendo uma variedade de peptídeos, com diferentes modos de ligação a serino-proteases, poderia viabilizar o uso desse tipo de moléculas na agricultura. Palavras-chave: Lagarta-da-soja. Peptídeos. Inibidores proteicos. Serino-proteases. Docking molecular