2002 - Instituto de QuÃmica - USP
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Clélia FerreiraBASES MOLECULARES DA DIGESTÃONOS INSETOSInsetos representam 75% das espécies animaisconhecidas.O tubo digestivo é uma região gran<strong>de</strong> efrágil <strong>de</strong> contato com o meio ambiente e o estudo<strong>de</strong> suas proprieda<strong>de</strong>s po<strong>de</strong> levar a novos modos paraseu controle.Estudamos as proprieda<strong>de</strong>s cinéticas, sequência,estrutura e modo <strong>de</strong> secreção das beta glicosidases,trealases e beta-glucanases intestinais. A participaçãodas últimas na proteção dos insetos contra fungosestá sendo averiguada.A relação das trealases e betaglicosidasescom beta-glicosí<strong>de</strong>os tóxicos produzidospor plantas po<strong>de</strong> revelar porque alguns insetosconseguem sobreviver ingerindo essas substâncias.As larvas <strong>de</strong> Lepidoptera possuem um mecanismo<strong>de</strong> secreção microapócrino peculiar,on<strong>de</strong> pequenasvesículas migram pelo interior das microvilosida<strong>de</strong>s e<strong>de</strong>stacam-se no seu topo. Isso só ocorre na regiãoanterior do intestino médio;na posterior há exocitose.cDNAs seqüenciados a partir <strong>de</strong> biblioteca <strong>de</strong>subtração das duas regiões po<strong>de</strong>m revelar os fatoresque permitem essa secreção peculiar.Membranas microvilares dos enterócitosadquiriram mais proteínas integrantes ao longo daevolução. Estamos i<strong>de</strong>ntificando essas proteínas emduas or<strong>de</strong>ns filogeneticamente distantes com o intuito<strong>de</strong> conhecer as funções <strong>de</strong>ssas estruturas e quaisproteínas foram adquiridas ao longo da evolução.O alimento é envolvido por uma estruturaanatômica quitino-proteica,a membrana peritrófica.Estamos coletando dados sobre sua estrutura eevidências <strong>de</strong> suas funções no aumento dadigestibilida<strong>de</strong> e economia <strong>de</strong> enzimas digestivas.SummaryThe study of insect digestive system should leadto new control techniques.We study the kinetic properties, sequence, structureand secretion mechanisms of digestive enzymes.Among our goals are: 1.Un<strong>de</strong>rstand how some insectscan feed on toxic beta-glucosi<strong>de</strong>-containingplants, 2.To study the molecular basis ofmicroapocrine secretion mechanisms, 3.Reveal thefunctions of microvillar membranes in different or<strong>de</strong>rsand 4.Add evi<strong>de</strong>nce to proposed peritrophicmembrane functions.Publicações:(1) Marana S.R., Jacobs-Lorena M., Terra W.R. & Ferreira C. (2001)Aminoacid residues involved in substrate binding and catalysis in an insectdigestive b-glycosidase.Biochem. Biophys. Acta.1545,41-52, (2)Ferreira A. H.P, Marana S., Terra W.R. & Ferreira C. (2001) Purification,sequencing, and properties of a b-glycosidase purified from midgut lumenof Tenebrio molitor (Coleoptera) larvae. Insect Biochem. Molec. Biol.31,1065-1076, (3) Bolognesi R., Ribeiro A.F., Terra W.R. & Ferreira C.(2001) The perithophic membrane of Spodoptera frugiperda: secretionof peritrophins and role in immobilization and recycling digestive enzymes.Arch. Insect Biochem. Physiol. Arch. Biochem. Physiol. 43, 62-75,(4) Ferreira A.H.P., Ribeiro A.F., Terra W.R. & Ferreira C. (<strong>2002</strong>) Secretionof b-glycosidase by middle midgut cells and its reclycling in the midgutof Tenebrio molitor larvae. J. Insect Physiol. 48, 113-118, (5) Marana,S.R., Lopes A.R., , Juliano L. Juliano, M.A., Ferreira, C. & Terra, W.R.(<strong>2002</strong>) Subsites of trypsin active site favor catalysis or substrate binding .Biochem. Biophys. Res. Comm. 290, 494-497, (6) Marana, S.R., Terra,W.R., Ferreira, C. (<strong>2002</strong>). The role of amino acid residues Q 39and E 451inthe <strong>de</strong>termination of substrate specificity of the Spodoptera frugiperdab-glycosidase. Eur. J. Biochem. 269, 3705-3714, (7) Azevedo T. R., TerraW. R. & Ferreira C. (<strong>2002</strong>) Purification and characterization of three b-glycosidases from midgut of the sugar cane borer, Diatraeasaccharalis..Insect Biochem.Molec.Biol, 33, 81-92, (8) Ferreira A.H.P., TerraW.R. , Ferreira C. (<strong>2002</strong>) Characterization of a b-glycosidase highly activeon disacchari<strong>de</strong>s and of a b-galactosidase from Tenebrio molitormidgut lumen. Insect Biochem.Molec.Biol, no prelo.<strong>Instituto</strong> <strong>de</strong> Química - Pesquisa 2001 - <strong>2002</strong> 24 Departamento Departamento <strong>de</strong> Química <strong>de</strong> FundamentalBioquímica