RESUMO
Disruption of protein digestion in insects by specific endoprotease inhibitors is being regarded as an alternative to conventional insecticides for pest control. To optimize the effectiveness of this strategy, the understanding of the endoprotease diversity of the target insect is crucial. In this sense, a membrane-bound trypsin-like enzyme from the gut of Anticarsia gemmatalis fifth-instar larvae was purified. Non-soluble fraction of the gut extract was solubilized with 3-[(3-cholamidopropyl)dimethylammonio]-1-propanesulfonate (CHAPS) and subjected to a p-aminobenzamidine affinity chromatography followed by anion-exchange chromatography. The yield of the purified enzyme was 11% with a purification factor of 143 and a final specific activity of 18.6 µM min.-1 mg-1 protein using N-α-benzoyl-L- Arg-p-nitroanilide (L-BApNA) as substrate. The purified sample showed a single band with proteolytic activity active and apparent molecular mass of 25 kDa on SDS-PAGE. Molecular mass determined by MALDI-TOF mass spectrometry was 28,632 ± 26 Da. Although the low recovery and the difficulties in purifying large enzyme amounts limited its further characterization, the results contribute for the understanding of the proteases present on A. gemmatalis gut, which are potential targets for natural or specifically designed protease inhibitors.
Comprometer a digestão de proteínas dos insetos pelo uso de inibidores específicos de endoproteases tem sido amplamente estudado como um método de controle de pragas alternativo ao uso dos inseticidas convencionais. No processo de otimização desta estratégia, o conhecimento da diversidade das endoproteases do inseto alvo torna-se crucial. Neste sentido, uma enzima "tipo-tripsina" ligada à membrana obtida do intestino de larvas do 5° instar de A. gemmatalis foi purificada. A fração insolúvel do extrato do intestino foi solubilizada com 3-[(3-cholamidopropyl)dimethylammonio]-1-propanesulfonate (CHAPS) e submetida à uma cromatografia de afinidade em uma coluna de p-aminobenzamidina, seguida por uma cromatografia de troca-aniônica. O rendimento da enzima purificada foi de 11% com fator de purificação de 143 e uma atividade específica final de 18.6 µM min.-1 mg-1 de proteína usando N-α-benzoyl-L- Arg-p-nitroanilide (L-BApNA) como substrato. Após a separação da amostra purificada por SDS-PAGE e incubação subsequente com caseína, uma única banda ativa com massa molecular aparente de 25 kDa foi observada. A massa molecular determinada por espectrometria de massa (MALDI-TOF) foi de 28,632 ± 26 Da. O baixo rendimento e as dificuldades em purificar grandes quantidades da enzima limitaram caracterização complementar. A observação desta enzima, no entanto, é mais uma etapa no processo de conhecer as endoproteases presentes no intestino de A. gemmatalis, alvos potenciais de inibidores de proteases naturais ou especificamente projetados.
Assuntos
Animais , Glycine max , TripsinaRESUMO
After harvesting litchi, the red color of the fruit pericarp is rapidly lost resulting in discoloration and browning during storage and marketing. The loss of the red color is caused by the degradation or loss of stability of anthocyanins. The action of peroxidase and polyphenoloxidase is usually related to the browning and discoloration of fruits of various species. This study aimed to evaluate the influence of pH and temperature on peroxidase and polyphenoloxidase activities, in a partially purified preparation of pericarp of the litchi cultivar Bengal. Fruits were harvested at the ripe stage and polyphenoloxidase was partially purified by sequential saturation in 80% ammonium sulfate. At concentrations of 40-50% and 60-70% ammonium sulfate the activities of polyphenoloxidase and peroxidase were, respectively, 124 times and 158 times higher than in the crude extract. The activity of peroxidase and polyphenoloxidase was maximum at pH 6.5 and 7.0, respectively, and no activity was detected at pH 2.5 and 9.5. Pre-incubation of the enzyme extract for 45 min at pH 2.5 or 9.5 completely inactivated the enzymes, with the highest degree of efficiency at pH 2.5. Peroxidase activity was highest at 70ºC and remained active for a period of 120 min at 70 and 80ºC. Peroxidase became completely inactive when maintained at 90ºC for 10 min or 1 min at 100ºC. Polyphenoloxidase activity was highest at 20ºC and remained active for a period of 120 min at 40 and 50ºC and was inactivated after 10 min at 60ºC. Due to the high temperature of inactivation of the peroxidase and polyphenoloxidase activities, the enzymes can be inactivated more easily in fruits using acid or alkaline solutions.
Após a colheita do fruto, a cor vermelha do pericarpo da lichia é rapidamente perdida, o que resulta em descoloração e escurecimento durante o armazenamento e comercialização. A perda da cor vermelha é devido à degradação de antocianinas ou à perda de sua estabilidade. Usualmente, a ação da peroxidase e polifenoloxidase está relacionada ao escurecimento e à descoloração de várias frutas. Avaliou-se a influência do pH e da temperatura na atividade da peroxidase e polifenoloxidase em uma preparação purificada parcial de pericarpo de cultivar Bengal. Os frutos foram colhidos no estádio vermelho maduro. A polifenoloxidase foi parcialmente purificada por saturação seqüencial até 80% de sulfato de amônio. Na concentração de 40-50% e de 60-70% de sulfato de amônio, a atividade da polifenoloxidase e peroxidase foi 124 e 158 vezes maior vezes maior do que a encontrada no extrato cru. A peroxidase e polifenoloxidase apresentaram ótima atividade em pH 6,5 e 7,0 e nenhuma atividade foi detectada a pH 2,5 e 9,5. A pré-incubação do extrato das enzimas até 45 min a pH 2,5 ou 9,5 inativou completamente as enzimas, sendo que o maior grau de eficiência ocorreu em pH 2,5. A peroxidase apresentou maior atividade a 70ºC, permanecendo ativa durante um período de 120 min a 70 e 80ºC. A peroxidase tornou-se completamente inativa, quando aquecida durante 10 min a 90ºC ou durante 1 min a 100ºC. A polifenoloxidase apresentou maior atividade a 20ºC, permanecendo ativa durante um período de 120 min a 40 e 50ºC e inativada aos 10 min a 60ºC. Devido à alta temperatura para inativação, a atividade da peroxidase e polifenoloxidase pode ser reduzida, imergindo os frutos em soluções ácidas ou alcalinas.
RESUMO
After harvesting litchi, the red color of the fruit pericarp is rapidly lost resulting in discoloration and browning during storage and marketing. The loss of the red color is caused by the degradation or loss of stability of anthocyanins. The action of peroxidase and polyphenoloxidase is usually related to the browning and discoloration of fruits of various species. This study aimed to evaluate the influence of pH and temperature on peroxidase and polyphenoloxidase activities, in a partially purified preparation of pericarp of the litchi cultivar Bengal. Fruits were harvested at the ripe stage and polyphenoloxidase was partially purified by sequential saturation in 80% ammonium sulfate. At concentrations of 40-50% and 60-70% ammonium sulfate the activities of polyphenoloxidase and peroxidase were, respectively, 124 times and 158 times higher than in the crude extract. The activity of peroxidase and polyphenoloxidase was maximum at pH 6.5 and 7.0, respectively, and no activity was detected at pH 2.5 and 9.5. Pre-incubation of the enzyme extract for 45 min at pH 2.5 or 9.5 completely inactivated the enzymes, with the highest degree of efficiency at pH 2.5. Peroxidase activity was highest at 70ºC and remained active for a period of 120 min at 70 and 80ºC. Peroxidase became completely inactive when maintained at 90ºC for 10 min or 1 min at 100ºC. Polyphenoloxidase activity was highest at 20ºC and remained active for a period of 120 min at 40 and 50ºC and was inactivated after 10 min at 60ºC. Due to the high temperature of inactivation of the peroxidase and polyphenoloxidase activities, the enzymes can be inactivated more easily in fruits using acid or alkaline solutions.
Após a colheita do fruto, a cor vermelha do pericarpo da lichia é rapidamente perdida, o que resulta em descoloração e escurecimento durante o armazenamento e comercialização. A perda da cor vermelha é devido à degradação de antocianinas ou à perda de sua estabilidade. Usualmente, a ação da peroxidase e polifenoloxidase está relacionada ao escurecimento e à descoloração de várias frutas. Avaliou-se a influência do pH e da temperatura na atividade da peroxidase e polifenoloxidase em uma preparação purificada parcial de pericarpo de cultivar Bengal. Os frutos foram colhidos no estádio vermelho maduro. A polifenoloxidase foi parcialmente purificada por saturação seqüencial até 80% de sulfato de amônio. Na concentração de 40-50% e de 60-70% de sulfato de amônio, a atividade da polifenoloxidase e peroxidase foi 124 e 158 vezes maior vezes maior do que a encontrada no extrato cru. A peroxidase e polifenoloxidase apresentaram ótima atividade em pH 6,5 e 7,0 e nenhuma atividade foi detectada a pH 2,5 e 9,5. A pré-incubação do extrato das enzimas até 45 min a pH 2,5 ou 9,5 inativou completamente as enzimas, sendo que o maior grau de eficiência ocorreu em pH 2,5. A peroxidase apresentou maior atividade a 70ºC, permanecendo ativa durante um período de 120 min a 70 e 80ºC. A peroxidase tornou-se completamente inativa, quando aquecida durante 10 min a 90ºC ou durante 1 min a 100ºC. A polifenoloxidase apresentou maior atividade a 20ºC, permanecendo ativa durante um período de 120 min a 40 e 50ºC e inativada aos 10 min a 60ºC. Devido à alta temperatura para inativação, a atividade da peroxidase e polifenoloxidase pode ser reduzida, imergindo os frutos em soluções ácidas ou alcalinas.