A digestão em Arachnida e a regulação da atividade proteolítica

• Processo: 05/02486-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2005
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2007
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Enzimologia
• Pesquisador responsável: Adriana Rios Lopes
• Beneficiário: Adriana Rios Lopes
• Instituição Sede: Instituto Butantan. Secretaria da Saúde (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Insecta Arachnida Sistema digestório Peptídeo hidrolases
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Arachnida | Carboidrases | Digestao | Inibidores Peptidases | Insecta | Peptidases | estudo evolutivo-comparativo , purificação de proteínas e estudo de cinética enzimática

Resumo

Os artrópodes (Crustacea, Arachnida e Insecta) constituem o maior filo correspondendo a 70% das espécies descritas. Várias destas espécies têm importância econômica (pragas agropecuárias e transmissores de doenças animais e vegetais) ou para a saúde pública (transmissão de doenças humanas e acidentes por envenenamento). O sistema digestivo de Arthropoda é uma importante interface com o ambiente, constituindo um bom alvo para estratégias de controle destas pragas. Além disso, o sistema digestivo também é um bom alvo, pois possibilita o uso de diferentes estratégias que prejudicam a digestão e, consequentemente, reduzem a sobrevida do inseto. Estas estratégias têm como alvos componentes estruturais do intestino do inseto (epitélio do intestino, membrana peritrófica) como moleculares (enzimas digestivas). Inibidores de despolimerases, principalmente inibidores de peptidases (PIs), são amplamente utilizados. Os vegetais apresentam diferentes famílias de PIs, sendo as plantas a maior fonte de inibidores para o controle de pragas. No entanto, outras fontes de inibidores, como animais, são pouco exploradas. Resultados positivos foram obtidos utilizando-se PIs purificados da hemolinfa de Manduca sexta (broca do tabaco) na transformação de plantas, tendo efeito sobre o desenvolvimento de Bemisia tabaci(mosca branca). O estudo comparativo da digestão entre os Arthropoda e a caracterização dos aspectos moleculares da digestão nestes animais, a caracterização molecular da interação peptidase-PIs e da especificidade de peptidases é fundamental para o desenvolvimento de melhores estratégias de controle de pragas. Este tipo de estudo, feito com tripsinas de insetos possibilitou uma melhor compreensão do desenvolvimento de resistência dos insetos por PIs de origem vegetal (Lopes et al., 2004).Existe na literatura uma série de dados a respeito da digestão de insetos e crustáceos, mas faltam dados sobre a digestão em Arachnida. Este projeto tem por objetivos: (a) caracterização da digestão em Arachnida e comparação com os dados disponíveis para a digestão em Crustacea e Insecta, possibilitando estudar comparativamente a evolução do sistema digestivo e das enzimas participantes deste processo em Arthropoda, (b) busca de atividades inibitórias de peptidases presentes em Insecta e Arachnida. A digestão em Arachnida será caracterizada neste projeto utilizando-se como modelos iniciais o regurgitado e o intestino médio da aranha Nephilengys cruentata (Araneae: Tetragnatidae), o intestino médio do escorpião Tityus serrulatus (Scorpiones: Buthidae) e do carrapato Amblyomma cajennense (Acari: Ixodidae). Para a caracterização do aspecto morfológico da digestão em Arachnida serão feitos estudos histológicos do intestino médio de N. cruentata e imunomarcação utilizando WGA para a identificação de membrana peritrófica. Experimentos de Western-blotting utilizando anticorpos previamente desenvolvidos a partir de imunizações com tripsina, cisteína-proteinase, b-glicosidase e amilase de T. molitor serão realizados com material de regurgitado e intestino médio de N. cruentata, e intestino médio de T. serrulatus e A. cajennense. Um reconhecimento destas proteínas por estes anticorpos permitirá um estudo da localização celular e secreção destas enzimas em Arachnida. Além disso, um estudo do elenco geral de enzimas envolvidas na digestão de proteínas e carboidratos permitirá um maior conhecimento dos aspectos moleculares da digestão em neste grupo. O estudo do controle da atividade proteolítica em diferentes espécies de Arthropoda (Arachnida: N. cruentata, T. serrulatus e A. cajennense e Insecta: Periplaneta americana, Tenebrio molitor, Dysdercus peruvianus, Musca domestica, Diatraea saccharalis e Spodoptera frugiperda) será iniciado pela verificação da presença de atividade inibitória no intestino e na hemolinfa destes animais sobre proteinases purificadas (tripsina e quimotripsina bovina, tripsinas,quimotripsinas e cisteína proteinases purificadas de inseto). (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

FUZITA, FELIPE J.; PINKSE, MARTIJN W. H.; VERHAERT, PETER D. E. M.; LOPES, ADRIANA R.. Cysteine cathepsins as digestive enzymes in the spider Nephilengys cruentata. Insect Biochemistry and Molecular Biology, v. 60, p. 47-58, MAY 2015. (05/02486-1)

FUZITA, FELIPE J.; PINKSE, MARTIJN W. H.; PATANE, JOSE S. L.; JULIANO, MARIA A.; VERHAERT, PETER D. E. M.; LOPES, ADRIANA R.. Biochemical, Transcriptomic and Proteomic Analyses of Digestion in the Scorpion Tityus serrulatus: Insights into Function and Evolution of Digestion in an Ancient Arthropod. PLoS One, v. 10, n. 4, APR 15 2015. (05/02486-1, 06/03474-0)