Efeitos da canatoxina em hemípteras. Caracterização das enzimas proteolíticas envolvidas

Abstract

Plantas possuem um arsenal de substâncias utilizadas como defesa contra patógenos e predadores. A possibilidade de utilizar tais substâncias como biopesticidas revolucionou o estudo das proteínas tóxicas, dentre as quais estão proteínas potencialmente inseticidas, como os inibidores de proteases e glicohidrolases, as lectinas, as proteínas inibidoras de ribossomos, as hemilectinas, as tiaminases, as quitinases e as vicilinas modificadas. Em 1981 uma proteína tóxica foi isolada das sementes de Canavalia ensiformis - a Canatoxina (CNTX). Esta proteína, uma isoforma da urease encontrada nesta semente, causa convulsão e morte em camundongos e ratos quando injetada intraperitonealmente, mas é inócua quando administrada por via oral. Na busca de elucidar o papel de proteínas como a CNTX, testes em diferentes organismos foram realizados. A CNTX mostrou-se tóxica para fungos e insetos. Observou-se uma relação entre a toxicidade da CNTX e o tipo de enzima digestiva do inseto testado, sendo susceptíveis apenas aqueles que apresentavam digestão baseada em enzimas tipo catepsina. A CNTX não mostrou efeito inibitório sobre as enzimas digestivas, e estudos adicionais mostraram que a toxina precisa ser ativada proteoliticamente para ter efeito entomocida, sendo tal ativação efetuada por proteases tipo catepsina no trato digestivo dos insetos. O objetivo deste trabalho foi testar o efeito da CNTX em outro modelo de inseto, Dysdercus peruvianus, um hemiptera praga da cultura de algodão. Para tanto, foi desenvolvida uma metodologia de administração oral da toxina aos percevejos. Além disso, identificamos e caracterizamos parcialmente as enzimas digestivas presentes em diferentes estágios de vida deste inseto. Nossos resultados mostraram que ninfas de D. peruvianus são susceptíveis aos efeitos deletérios da CNTX, o que não acontece com os adultos. Os ensaios com homogenados de intestinos indicaram perfis enzimáticos diferentes para ninfas e adultos. Enzimas acídicas predominam em ambos os estágios, porém serino-proteases estão presentes somente nos adultos. O mecanismo de ação da CNTX ainda não é conhecido e hipóteses foram levantadas para justificar a ausência de efeito da toxina em insetos adultos. Isto já foi observado para outro hemiptera, Rhodnius prolixus, indicando que esta é uma característica compartilhada por esta ordem, independente do hábito alimentar. Concluindo, nossos resultados mostram que a CNTX apresenta um potencial como biopesticida.