Purificação e caracterização parciais de serino e cisteíno proteases de Sitophilus zeamais (Coleoptera: Curculionidae)

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2009
Autor(a) principal: Silva, Luciana Barboza
Orientador(a): Guedes, Raul Narciso Carvalho lattes
Banca de defesa: Fadini, Marcos Antonio Matiello lattes, Guimarães, Valéria Monteze lattes
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
Programa de Pós-Graduação: Doutorado em Entomologia
Departamento: Ciência entomológica; Tecnologia entomológica
País: BR
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://locus.ufv.br/handle/123456789/870
Resumo: Serine and cysteine proteases of a susceptible and two resistant strain (one with a cost associated with resistance and other without cost) of the maize weevil Sitophilus zeamais were partially purified using an affinity column of aprotinin-agarose . The highest purification factor was obtained for the resistant no-cost strain, 51.20x, with a yield of 14.8% and specific activity of 875μM∕min∕mg protein. In the SDS-PAGE a band of 56kDa was visible in the three strains, and the resistant no-cost strain also exhibited another band of 70kDa. The enzymes partially purified from the three strains were inhibited by PMSF, TLCK, aprotinin, benzamidine and SBTI, indicating the presence of serine and histidine in the enzyme active center, which is characteristic of trypsin-like serine proteases. The enzyme purified of the resistant strains have higher affinity for the substrate (lower value of KM app), and the catalytic efficiency for the resistant strain nocost was approximately 2-fold higher relative of the susceptible strain. A thiolsepharose affinity column was used to purify the cysteine protease of the three strains. Cysteine proteases partially purified from the three strains exhibited a different behavior in casein degradation and its inhibition by specied inhibitors. The enzyme partially purified from the resistant cost strain was less sensitive to the inhibitor E-64 exhibiting higher I50 compared to the other strains studied. The affinity (i.e. KM app) of the enzyme for the substrate was similar among the strains, but the Vmax app for the enzyme partially purified from the resistant cost strain was 5x greater and of resistant no-cost was 3x greater than the Vmax app of the susceptible strain. The results of this investigation confirm that the pyrethroid-resistant strains have elevated activity of trypsin-like proteases, which has an important role in mitigating the physiological cost associated with maintaining the mechanism of resistance to insecticides in some strains of S. zeamais. The role of cysteine in mitigating the cost associated with the resistance appears to be of secondary relative to that of serine proteases.
id UFV_65d5442318b6d986489b15836adb43c6
oai_identifier_str oai:locus.ufv.br:123456789/870
network_acronym_str UFV
network_name_str LOCUS Repositório Institucional da UFV
repository_id_str
spelling Silva, Luciana Barbozahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4705324E8Oliveira, Maria Goreti de Almeidahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4790894D6Pereira, Eliseu José Guedeshttp://lattes.cnpq.br/3098224583812072Guedes, Raul Narciso Carvalhohttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721108T2Fadini, Marcos Antonio Matiellohttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4793612U0Guimarães, Valéria Montezehttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4798758T32015-03-26T12:35:50Z2009-11-252015-03-26T12:35:50Z2009-07-24SILVA, Luciana Barboza. Partial purification and characterization of serine and cysteine proteases of Sitophilus zeamais (Coleoptera: Curculionidae). 2009. 79 f. Tese (Doutorado em Ciência entomológica; Tecnologia entomológica) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2009.http://locus.ufv.br/handle/123456789/870Serine and cysteine proteases of a susceptible and two resistant strain (one with a cost associated with resistance and other without cost) of the maize weevil Sitophilus zeamais were partially purified using an affinity column of aprotinin-agarose . The highest purification factor was obtained for the resistant no-cost strain, 51.20x, with a yield of 14.8% and specific activity of 875μM∕min∕mg protein. In the SDS-PAGE a band of 56kDa was visible in the three strains, and the resistant no-cost strain also exhibited another band of 70kDa. The enzymes partially purified from the three strains were inhibited by PMSF, TLCK, aprotinin, benzamidine and SBTI, indicating the presence of serine and histidine in the enzyme active center, which is characteristic of trypsin-like serine proteases. The enzyme purified of the resistant strains have higher affinity for the substrate (lower value of KM app), and the catalytic efficiency for the resistant strain nocost was approximately 2-fold higher relative of the susceptible strain. A thiolsepharose affinity column was used to purify the cysteine protease of the three strains. Cysteine proteases partially purified from the three strains exhibited a different behavior in casein degradation and its inhibition by specied inhibitors. The enzyme partially purified from the resistant cost strain was less sensitive to the inhibitor E-64 exhibiting higher I50 compared to the other strains studied. The affinity (i.e. KM app) of the enzyme for the substrate was similar among the strains, but the Vmax app for the enzyme partially purified from the resistant cost strain was 5x greater and of resistant no-cost was 3x greater than the Vmax app of the susceptible strain. The results of this investigation confirm that the pyrethroid-resistant strains have elevated activity of trypsin-like proteases, which has an important role in mitigating the physiological cost associated with maintaining the mechanism of resistance to insecticides in some strains of S. zeamais. The role of cysteine in mitigating the cost associated with the resistance appears to be of secondary relative to that of serine proteases.Serino e cisteíno proteases foram purificadas de uma população susceptível e duas resistentes a inseticidas (uma com custo associado a resistência e outra sem custo) de Sitophilus zeamais. Utilizou-se coluna de afinidade aprotinina-agarose para purificar serino protease das três populações. O maior fator de purificação obtido foi para a população resistente sem custo (51,20x), com um rendimento de 14,8% e atividade específica de 875μM∕min∕mg proteína. Na SDS-PAGE uma banda de 56 kDa ficou visível nas três populações e na população resistente sem custo uma outra banda de 70 kDa também foi observada. A enzima parcialmente purificada das três populações foi inibida por PMSF, TLCK, aprotinina, benzamidina e SBTI, indicando a presença de serina e histidina no centro ativo da enzima o que a caracteriza como tripsina-like. A enzima purificada das populações resistentes tem maior afinidade pelo substrato (menor valor de KM app) e a eficiência catalítica para a população resistente sem custo foi aproximadamente duas vezes maior em relação a população susceptível. Para purificar cisteíno protease das três populações a coluna de afinidade thiol-sepharose foi utilizada. Um material homogêneo foi obtido com a purificação de cisteíno, conforme indicado na SDS-PAGE. Uma única banda, de 74 kDa foi visível na população susceptível, enquanto duas bandas de 72 e 83, e 68 e 74 kDa apareceram na população resistente com e sem custo, respectivamente. A identificação de cisteíno protease foi confirmada pelos ensaios com inibidores, realizados com as frações que apresentaram atividade proteolítica, eluídas da coluna thiol-sepharose. As cisteíno proteases, parcialmente purificadas das três populações apresentaram um comportamento diferente quanto a degradação de caseína e inibidores utilizados. A enzima parcialmente purificada da população resistente com custo foi menos sensível ao inibidor E-64, apresentando maior valor de I50 comparado as outras populações analisadas. A afinidade (i.e. KM app) da enzima pelo substrato foi similar entre as populações, porém a Vmax app foi variável, sendo que a população resistente com custo apresentou valor 5x superior, enquanto a população resistente sem custo foi 3x maior do que a Vmax app da população susceptível. Os resultados desta investigação confirmam que as populações resistentes a piretróides, são mais eficientes quanto a atividade de tripsina-like proteases, as quais tem um papel importante na mitigação do custo fisiológico associado com a manutenção dos mecanismos de resistência a inseticidas em algumas populações de S. zeamais. O papel de cisteíno proteases na mitigação do custo associado a resistência parece ser secundário em relação a serino protease.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorapplication/pdfporUniversidade Federal de ViçosaDoutorado em EntomologiaUFVBRCiência entomológica; Tecnologia entomológicaCusto fisiológicoCinética de enzimaGorgulho do milhoEnzimas digestivasResistência a inseticidasPhysiological costEnzymes kineticsMaize weevilDigestive enzymesResistance to insecticidesCNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::FITOSSANIDADE::ENTOMOLOGIA AGRICOLAPurificação e caracterização parciais de serino e cisteíno proteases de Sitophilus zeamais (Coleoptera: Curculionidae)Partial purification and characterization of serine and cysteine proteases of Sitophilus zeamais (Coleoptera: Curculionidae)info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:LOCUS Repositório Institucional da UFVinstname:Universidade Federal de Viçosa (UFV)instacron:UFVORIGINALtexto completo.pdfapplication/pdf1461168https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/870/1/texto%20completo.pdfb7196ef9dfbd0b997d6d0cb158c4ef14MD51TEXTtexto completo.pdf.txttexto completo.pdf.txtExtracted texttext/plain135837https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/870/2/texto%20completo.pdf.txt493b5fba0dd0942984c1c781374bf6cfMD52THUMBNAILtexto completo.pdf.jpgtexto completo.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg3542https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/870/3/texto%20completo.pdf.jpga57af8503c255c4c6e43bf0aaa128739MD53123456789/8702016-04-06 23:19:48.702oai:locus.ufv.br:123456789/870Repositório InstitucionalPUBhttps://www.locus.ufv.br/oai/requestfabiojreis@ufv.bropendoar:21452016-04-07T02:19:48LOCUS Repositório Institucional da UFV - Universidade Federal de Viçosa (UFV)false
dc.title.por.fl_str_mv Purificação e caracterização parciais de serino e cisteíno proteases de Sitophilus zeamais (Coleoptera: Curculionidae)
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Partial purification and characterization of serine and cysteine proteases of Sitophilus zeamais (Coleoptera: Curculionidae)
title Purificação e caracterização parciais de serino e cisteíno proteases de Sitophilus zeamais (Coleoptera: Curculionidae)
spellingShingle Purificação e caracterização parciais de serino e cisteíno proteases de Sitophilus zeamais (Coleoptera: Curculionidae)
Silva, Luciana Barboza
Custo fisiológico
Cinética de enzima
Gorgulho do milho
Enzimas digestivas
Resistência a inseticidas
Physiological cost
Enzymes kinetics
Maize weevil
Digestive enzymes
Resistance to insecticides
CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::FITOSSANIDADE::ENTOMOLOGIA AGRICOLA
title_short Purificação e caracterização parciais de serino e cisteíno proteases de Sitophilus zeamais (Coleoptera: Curculionidae)
title_full Purificação e caracterização parciais de serino e cisteíno proteases de Sitophilus zeamais (Coleoptera: Curculionidae)
title_fullStr Purificação e caracterização parciais de serino e cisteíno proteases de Sitophilus zeamais (Coleoptera: Curculionidae)
title_full_unstemmed Purificação e caracterização parciais de serino e cisteíno proteases de Sitophilus zeamais (Coleoptera: Curculionidae)
title_sort Purificação e caracterização parciais de serino e cisteíno proteases de Sitophilus zeamais (Coleoptera: Curculionidae)
author Silva, Luciana Barboza
author_facet Silva, Luciana Barboza
author_role author
dc.contributor.authorLattes.por.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4705324E8
dc.contributor.author.fl_str_mv Silva, Luciana Barboza
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Oliveira, Maria Goreti de Almeida
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4790894D6
dc.contributor.advisor-co2.fl_str_mv Pereira, Eliseu José Guedes
dc.contributor.advisor-co2Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/3098224583812072
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Guedes, Raul Narciso Carvalho
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721108T2
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Fadini, Marcos Antonio Matiello
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4793612U0
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Guimarães, Valéria Monteze
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4798758T3
contributor_str_mv Oliveira, Maria Goreti de Almeida
Pereira, Eliseu José Guedes
Guedes, Raul Narciso Carvalho
Fadini, Marcos Antonio Matiello
Guimarães, Valéria Monteze
dc.subject.por.fl_str_mv Custo fisiológico
Cinética de enzima
Gorgulho do milho
Enzimas digestivas
Resistência a inseticidas
topic Custo fisiológico
Cinética de enzima
Gorgulho do milho
Enzimas digestivas
Resistência a inseticidas
Physiological cost
Enzymes kinetics
Maize weevil
Digestive enzymes
Resistance to insecticides
CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::FITOSSANIDADE::ENTOMOLOGIA AGRICOLA
dc.subject.eng.fl_str_mv Physiological cost
Enzymes kinetics
Maize weevil
Digestive enzymes
Resistance to insecticides
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::FITOSSANIDADE::ENTOMOLOGIA AGRICOLA
description Serine and cysteine proteases of a susceptible and two resistant strain (one with a cost associated with resistance and other without cost) of the maize weevil Sitophilus zeamais were partially purified using an affinity column of aprotinin-agarose . The highest purification factor was obtained for the resistant no-cost strain, 51.20x, with a yield of 14.8% and specific activity of 875μM∕min∕mg protein. In the SDS-PAGE a band of 56kDa was visible in the three strains, and the resistant no-cost strain also exhibited another band of 70kDa. The enzymes partially purified from the three strains were inhibited by PMSF, TLCK, aprotinin, benzamidine and SBTI, indicating the presence of serine and histidine in the enzyme active center, which is characteristic of trypsin-like serine proteases. The enzyme purified of the resistant strains have higher affinity for the substrate (lower value of KM app), and the catalytic efficiency for the resistant strain nocost was approximately 2-fold higher relative of the susceptible strain. A thiolsepharose affinity column was used to purify the cysteine protease of the three strains. Cysteine proteases partially purified from the three strains exhibited a different behavior in casein degradation and its inhibition by specied inhibitors. The enzyme partially purified from the resistant cost strain was less sensitive to the inhibitor E-64 exhibiting higher I50 compared to the other strains studied. The affinity (i.e. KM app) of the enzyme for the substrate was similar among the strains, but the Vmax app for the enzyme partially purified from the resistant cost strain was 5x greater and of resistant no-cost was 3x greater than the Vmax app of the susceptible strain. The results of this investigation confirm that the pyrethroid-resistant strains have elevated activity of trypsin-like proteases, which has an important role in mitigating the physiological cost associated with maintaining the mechanism of resistance to insecticides in some strains of S. zeamais. The role of cysteine in mitigating the cost associated with the resistance appears to be of secondary relative to that of serine proteases.
publishDate 2009
dc.date.available.fl_str_mv 2009-11-25
2015-03-26T12:35:50Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2009-07-24
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2015-03-26T12:35:50Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv SILVA, Luciana Barboza. Partial purification and characterization of serine and cysteine proteases of Sitophilus zeamais (Coleoptera: Curculionidae). 2009. 79 f. Tese (Doutorado em Ciência entomológica; Tecnologia entomológica) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2009.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://locus.ufv.br/handle/123456789/870
identifier_str_mv SILVA, Luciana Barboza. Partial purification and characterization of serine and cysteine proteases of Sitophilus zeamais (Coleoptera: Curculionidae). 2009. 79 f. Tese (Doutorado em Ciência entomológica; Tecnologia entomológica) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2009.
url http://locus.ufv.br/handle/123456789/870
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Viçosa
dc.publisher.program.fl_str_mv Doutorado em Entomologia
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFV
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Ciência entomológica; Tecnologia entomológica
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Viçosa
dc.source.none.fl_str_mv reponame:LOCUS Repositório Institucional da UFV
instname:Universidade Federal de Viçosa (UFV)
instacron:UFV
instname_str Universidade Federal de Viçosa (UFV)
instacron_str UFV
institution UFV
reponame_str LOCUS Repositório Institucional da UFV
collection LOCUS Repositório Institucional da UFV
bitstream.url.fl_str_mv https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/870/1/texto%20completo.pdf
https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/870/2/texto%20completo.pdf.txt
https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/870/3/texto%20completo.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv b7196ef9dfbd0b997d6d0cb158c4ef14
493b5fba0dd0942984c1c781374bf6cf
a57af8503c255c4c6e43bf0aaa128739
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv LOCUS Repositório Institucional da UFV - Universidade Federal de Viçosa (UFV)
repository.mail.fl_str_mv fabiojreis@ufv.br
_version_ 1794528746801201152