Propriedades bioquímicas e biológicas de proteínas de sementes de leguminosas arbóreas da Amazônia

Abstract

As sementes de leguminosas apresentam alta concentração de proteínas, incluindo os inibidores de proteinases e as lectinas. Estas proteínas estão envolvidas em vários processos metabólicos nas plantas, incluindo o mecanismo de defesa contra fungos fitopatogênicos. Assim, neste trabalho objetivou-se detectar a presença dessas duas classes protéicas em sementes de quatro espécies de leguminosas arbóreas da Amazônia (Caesalpinia ferrea var. cearensis, Cedrelinga catenaeformis, Swartzia polyphylla e Peltogyne venosa), bem como caracterizar o efeito dos extratos totais sobre o crescimento micelial e a esporulação de Colletotrichum guaranicola Corynespora cassiicola, Fusarium oxysporum e Sclerotium rolfssi. Os extratos totais das sementes foram utilizados nas etapas de detecção, purificação parcial e caracterização de inibidores de tripsina e AHE e em ensaios in vitro sobre fungos fitopatogênicos. Os inibidores parcialmente purificados foram designados CfTI e SpTI, para inibidores de C. ferrea var. cearensis e S. polyphylla, respectivamente. As frações com AHE de C. catenaeformis foram designadas CeCL e as de P. venosa de PeVL. Na presença de 3,8 μg de CfTI e 12 μg de SpTI, a atividade da enzima foi reduzida em aproximadamente 99 % e 62 %, respectivamente. As frações com AHE de CeCL foram inibidas por glicose, lactose, sacarose, manose, maltose, D-galactosamina, α-methyl-mannopyranosil e juntamente com as frações de PeVL, houve também inibição pelos açúcares maltose e N-acetil-galactosamina. O EDTA, quando foi adicionado em concentrações de 3,1 mM e 50 mM, não inibiu a AHE de CeCL e PeVL. O teor protéico dos extratos foi de aproximadamente 52, 48, 269 e 82 μg.mL-1 para os extratos de C. ferrea var. cearensis, C. catenaeformis, S. polyphylla e P. venosa, respectivamente. O perfil eletroforético revelou uma única banda em CfTI, oito bandas em SpTI e três bandas em PeVL. Em CeCL as bandas de proteínas ficaram pouco evidentes. A presença do DTT não modificou o padrão de migração das proteínas no gel. Quanto aos bioensaios, os extratos de C. ferea var. cearensis, C. catenaeformis e S. polyphylla tiveram efeito significativo na diminuição da esporulação dos fungos testados, sendo que para Sclerotium rolfssi apenas o extrato de C. ferrea var. cearensis e C. catenaeformis tiveram efeito significativo na diminuição da esporulação. Já na diminuição do crescimento micelial das colônias, os três extratos tiveram efeito sobre F. oxysporum, enquanto que o efeito sobre C. guaranicola foi ocasionado apenas pelo extrato de S. polyphylla, em C. cassiicola apenas pelo extrato de C. ferrea var. cearensis e C. catenaeformis e em S. rolfssi pelos extratos de C. ferrea var. cearensis e S. polyphylla. Portanto, conclui-se que somente C. ferrea var. cearensis e S. polyphylla apresentaram inibidores específicos para tripsina bovina, enquanto que C. catenaeformis e P. venosa podem apresentar lectinas em suas sementes. Isto evidencia que as subfamílias Caesalpinioideae, Papilionoideae e Mimosoideae podem diferir quanto à presença e especificidade dos inibidores de proteinases e lectinas. Os bioensaios in vitro revelaram que nem todos os extratos tiveram efeito na diminuição do crescimento micelial e na esporulação das colônias de C. guaranicola, C. cassiicola, F. oysporum e S. rolfssi.

Seeds of leguminous have a high concentration of proteins, including proteinases inhibitors and lectins. Such proteins are involved in several metabolic processes in plants comprising the mechanism of defense against phytopathogenous fungi. The aim of this work was to detect the presence of these two classes of proteins in seeds of four tree species of Amazonian leguminous (Caesalpinia ferrea var. cearensis, Cedrelinga catenaeformis, Swartzia polyphylla and Peltogyne venosa), as well as to characterize the effect of crude extracts in the mycelial growth and the sporulation of Colletotrichum guaranicola, Corynespora cassiicola, Fusarium oxysporum and Sclerotium rolfssii. Crude extracts of the seeds were used in detection, partial purification and characterization of trypsin inhibitors and AHE and in assays in vitro of phytopathogenous fungi. The inhibitors partially purified were designated CfTI and SpTI of C. ferrea var. cearensis and S. polyphylla, respectivelly. C. catenaeformis fractions with AHE were designated CeCL and those of P. venosa of PeVL. In the presence of 3,8 μg of CfTI and 12 μg of SpTI, the activity of the enzyme was reduced in approximately 99 % and 62 %, respectivelly. Fractions with AHE of CeCL were inhibited by glucose, lactose, sucrose, manose, maltose, D-galactosamine, α-methyl-mannopyranosil and in contact with fractions of PeVL, there was also inhibition of sugars maltose and N-acetil-galactosamine. When it was added EDTA in concentrations of 3,1 mM and 50 mM, there was not inhibition AHE of CeCL and PeVL, however, when it processed the serial dilution of EDTA an inhibition of AHE was detected. The protein content of the extracts was of approximately 52, 48, 269 and 82 μg.mL-1 for extracts of C. ferra var. cearensis, C. catenaeformis, S. polyphylla and P. venosa, respectivelly. The electrophoretic profile revealed a single band in CfTI, eight bands in SpTI and three bands in PeVL. Proteins bands of CeCL were little evident. The presence of DTT did not modify the pattern of migration of proteins in the gel. Whereas in bio assays crude extracts of C. ferrea var. cearensis, C. catenaeformis and S. polyphylla had a significant effect in decreasing the sporulation of the tested fungi, and for S. rolfssi just C. ferrea var. cearensis and C. catenaeformis had a significant effect. But decreasing the micelial growth, the three extracts had an effect on F. oxysporum, while the effect on C. guaranicola was just caused by the extract of S. polyphylla, in C. cassiicola it was the extract of C. ferrea var. cearensis and C. catenaeformis and in S. rolfssi the extract of C. ferrea var. cearensis and S. polyphylla. Therefore it is concluded that only C. ferrea var. cearensis and S. polyphylla have specific inhibitors for bovine trypsin, while C. catenaeformis and P. venosa can present lectins in their seeds. This evidences that the subfamilies Caesalpinioideae, Papilionoideae and Mimosoideae can differ in the presence and specificity of the proteinases inhibitors and lectins. The in vitro bio assays revealed that nor all of these extracts reduced the micelial growth and the sporulation of C. guaranicola, C. cassiicola, F. oysporum and S. rolfssi.