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Tipo: Tese
Título: Prospecção, identificação e atividade antifúngica de proteínas de sementes de Fabaceae da Amazônia brasileira
Título em inglês: Prospecting, identification and antifungal activity of Fabaceae seed proteins from the brazilian Amazon
Autor(es): Brito, Daniel de
Orientador: Ramos, Márcio Viana
Palavras-chave: Dimorphandra caudata;D. parviflora;Swartzia longistipitata;S. recurva;Zygia trunciflora
Data do documento: 2018
Citação: BRITO, Daniel de. Prospecção, identificação e atividade antifúngica de proteínas de sementes de Fabaceae da Amazônia brasileira. 2018. 84f. Tese (Doutorado em Bioquímica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018
Resumo: Considerada um dos principais centros de biodiversidade global, a Floresta Amazônica representa o mais complexo bioma do planeta. Historicamente, o uso de espécies da floresta no cotidiano das populações tradicionais, para os mais diversos propósitos, atrai a atenção de pesquisadores. Entretanto, estudar cientificamente essas espécies tem seus desafios. Vencer as dificuldades de acesso/exploração territorial, a sazonalidade do clima e as características intrínsecas de cada espécie restringem fortemente a prospecção e estudos sistemáticos. Este trabalho foi desenvolvido em resposta a uma iniciativa do Governo Federal (CAPES) que apoiou a prospecção biológica na Amazônia brasileira. Centrado em sementes de plantas, o estudo buscou investigar proteínas em espécies nativas. Após expedição de coleta botânica, cinquenta espécies da família Fabaceae foram selecionadas para estudo. As proteínas das sementes foram extraídas em solução salina e os extratos foram testados em ensaios de inibição de crescimento dos fungos fitopatogênicos: Aspergillus sp., A. flavus, A. niger, Fusarium sp., F. oxysporum, Penicillium chysogenum e Phomopsis sp. Os extratos de espécies identificadas como endêmicas da Amazônia brasileira [Dimorphandra caudata, D. parviflora (Caesalpinieae); Swartzia longistipitata, S. recurva (Swartzieae); Zygia trunciflora (Ingeae)] foram avaliados por SDS-PAGE e as proteínas presentes foram identificadas por espectrometria de massas (MS/MS), além da prospecção de atividades proteolíticas e quitinásicas. O fracionamento proteico em matrizes de troca iônica permitiu a purificação parcial de uma lectina e três quitinases, que foram avaliadas quanto as suas atividades antifúngicas e mecanismo de ação. A atividade antifúngica dos extratos foi observada entre os fungos testados e mais representativa na tribo Ingeae. Proteases, quitinases e inibidores de proteases foram identificados nas amostras, sendo que a atividade quitinolítica foi predominante. Os ensaios de microscopia de fluorescência evidenciaram a ligação de iodeto de propídio ao DNA de esporos de Fusarium oxysporum, sugerindo que a integridade da membrana dos esporos foi perdida quando exposta às proteínas parcialmente purificadas. Foi observado que os extratos proteicos das sementes coletadas na Amazônia apresentavam forte ação antifúngica e que a atividade quitinásica estava associada a este efeito. Estes achados podem ser bons subsídios para o estudo molecular mais amplo destas quitinases de 12 sementes de plantas nativas e suas atividades na defesa, considerando que as sementes destas plantas são submetidas a um complexo conjunto de adversidades inerentes ao ecossistema amazônico, especialmente ao ataque fúngico quando caem no solo e germinam.
Abstract: The Amazon Forest is seen as one of the main focus of global biodiversity, and it represents the most complex ecosystem of the planet. Historically, the daily use of forest species by traditional populations, for the most diverse purposes, has attracted the researchers’ attention. However, the scientific study of forest species has its challenges. To overcome the difficulties of territorial access/ exploration, seasonality of the climate, and the intrinsic characteristics of each species strongly restrict the prospecting and systematic studies. This work was planned in response to an initiative of the Federal Government (CAPES) that stimulated the biological prospecting in the Brazilian Amazon. Focused on plant seeds, the study aimedto investigate proteins in native species. After botanical collection, fifty species of the Fabaceae family were selected for study. Seed proteins were extracted in saline and the extracts were tested in a growth inhibition assays of the following phytopathogenic fungi: Aspergillus sp., Aspergillus flavus, Aspergillus niger, Fusarium sp., Fusarium oxysporum, Penicillium chysogenum and Phomopsis sp. Extracts belonging to species that were identified as endemic of the Brazilian Amazon [Dimorphandra caudate, Dimorphandra parviflora (Caesalpinieae); Swartzia longistipitata, Swartzia recurva (Swartzieae); Zygia trunciflora (Ingeae)] were further evaluated by SDS-PAGE, proteomic analysis by mass spectrometry (MS/MS) of selected spots, and prospected for enzymatic activities of proteases and chitinases. Protein fractionation through ion exchange matrices allowed the partial purification of a lectin and three chitinases which were evaluated for their antifungal activities and mechanism of action. The antifungal activity of the extracts was widely observed among the tested fungi and was most representative in the Ingeae tribe. Proteases, chitinases and protease inhibitors were identified in the samples and chitinolytic activity was predominant. Fluorescence microscopy assays demonstrated the binding of propidium iodide to DNA of Fusarium oxysporum spores, suggesting that spore integrity was lost when exposed by the partially purified proteins. It was observed that the protein extracts of the seeds collected in the Amazon had a strong antifungal action and that chitinase activity was associated with this effect. These findings may be good subsidies for further molecular study of these seed chitinases from endogenous plants and their defense activities, considering that the seeds of 15 these plants are subjected to a complex set of adversities inherent to the Amazonian ecosystem, especially to the fungal attack when they fall on the ground and germinate.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/53887
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