Influência do domínio ligante em quitina de uma quitinase de Bacillus thuringiensis sobre sua atividade enzimática e ação inseticida sobre Diatraea saccharalis (Fabricius, 1794) (Lepidoptera: Crambidae)

• Autor(a) principal: Augusto, Maria Laura Viola [UNESP]
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/154265
• topic: Atividade quitinolítica; Broca da cana; Sinergismo; Toxinas inseticidas; Chitinolytic activity; Sugarcane borer; Insecticidal toxins; Synergism

O controle da broca da cana, Diatraea saccharalis (Fabricius, 1794) (Lepidoptera: Crambidae), pode ser feito pela aplicação de inseticidas químicos, mas o uso dessa tática de manejo pode resultar em danos ambientais e ao homem. De forma alternativa e com efeitos negativos reduzidos, o manejo de D. saccharalis e outros insetos-praga pode ser feito pela utilização do entomopatógeno Bacillus thuringiensis. Além do uso de formulações de B. thuringiensis para o controle de pragas, um ou mais genes que codificam proteínas inseticidas Cry e Vip de B. thuringiensis estão presentes nas plantas transgênicas com resistência a insetos comercialmente disponíveis no Brasil. Apesar de alta adoção, efeitos colaterais reduzidos e eficiência das plantas Bt, o uso desta tecnologia pode resultar na seleção de populações de insetos resistentes às plantas transgênicas. Por isso, a busca por novas proteínas e combinações de proteínas com diferentes modos de ação para retardar a evolução da resistência deve ser constante. Nesse cenário, uma quitinase de B. thuringiensis apresenta potencial para ser incorporada em uma nova geração de plantas transgênicas. Quitinases são enzimas que apresentam domínios catalíticos para hidrólise de quitina e domínios ligantes em quitina (CBD) que podem estar envolvidos com a atividade inseticida. A atividade inseticida das quitinases é relacionada com a desestruturação da membrana peritrófica dos insetos e consequente perda de suas propriedades e funções. Além da descoberta de proteínas inseticidas com diferentes modos de ação, é de interesse que essas apresentem interações positivas com outras proteínas inseticidas. No presente trabalho, duas formas de uma quitinase de B. thuringiensis - ChiΔSP (sem o peptídio sinal) e ChiΔSP.CBD (sem o peptídio sinal e sem o domínio ligante em quitina) - foram produzidas de forma heteróloga em Escherichia coli para avaliações bioquímicas e biológicas sobre D. saccharalis. Ensaios bioquímicos das enzimas ChiΔSP e ChiΔSP.CBD indicam que a atividade quitinolítica sobre quitina coloidal de ChiΔSP (3,07±0,15 U/nmol) foi maior que de ChiΔSP.CBD (1,83±0,06 U/nmol), a ligação de ChiΔSP à quitina coloidal também foi superior à ligação de ChiΔSP.CBD e as maiores atividades (60-100% da atividade total) de ChiΔSP e ChiΔSP.CBD foram detectadas a 30 e 40°C em uma ampla faixa de pH (4,0-9,0). Após estimar a CL50 da proteína Vip3Aa42 sobre lagartas neonatas de D. saccharalis em 352,132 ng/cm2 de dieta, foram avaliadas interações entre Vip3Aa42 e ChiΔSP ou ChiΔSP.CBD. Os resultados indicam que a adição isolada de 2,41 nmol/cm2 de ChiΔSP ou ChiΔSP.CBD não resultou na mortalidade de lagartas de D. saccharalis. A combinação da CL50 de Vip3Aa42 com 2,41 nmol/cm2 de ChiΔSP apresentou efeito sinérgico para mortalidade das lagartas (mortalidade de 90%), mas nenhum efeito (aditivo, sinérgico ou antagônico) foi observado para a combinação da CL50 de Vip3Aa42 com 2,41 nmol/cm2 de ChiΔSP.CBD. A ausência do CBD em ChiΔSP.CBD e consequentes alterações bioquímicas impediu sinergismo de ChiΔSP.CBD com Vip3Aa42 sobre lagartas de D. saccharalis.