Bicho-mineiro do cafeeiro: Análise da digestão e inibição de tripsina por extratos de folhas de mamona

Abstract

O café é uma cultura de grande importância social e econômica para o Brasil e sua produção é afetada por diversas pragas e doenças. Uma dessas pragas é o bicho-mineiro do cafeeiro Leucoptera coffeella (Guérin-Mèneville, 1842) (Lepidoptera: Lyonetiidae), que pode provocar grandes perdas na produção. As formas de controle do bicho-mineiro do cafeeiro conhecidas e utilizadas atualmente apresentam diversos inconvenientes, o que motiva a procura por novas formas de controle desse inseto. Um possível ponto de ataque às pragas visando ao seu controle é o uso de agentes inibidores de enzimas digestivas participantes da digestão primária. Os testes de inibição da tripsina foram escolhidos pelo fato de essa enzima participar da digestão primária de proteínas e seu mau funcionamento resultar na redução de aminoácidos disponíveis para o inseto. Utilizaram-se extratos de folhas de mamona, pois estudos preliminares com Erinnyis ello (Linneaus, 1758) (Lepidoptera: Sphingidae) mostraram a presença de um inibidor de tripsina em folhas de mamona. Objetivou-se com este trabalho estudar as enzimas digestivas do bicho-mineiro do cafeeiro e analisar a inibição de sua tripsina utilizando extratos de folhas de mamona. O experimento foi conduzido em Lavras-MG e analisaram-se as enzimas α- glicosidase (13,7 + 3,4 U/g de inseto; pH ótimo = 6,0), amilase (2,2 + 0,11 U/g de inseto; pH ótimo = 10,0), aminopeptidase (6,8 + 0,86 U/g de inseto; pH ótimo = 8,3), β-glicosidase (0,38 + 0,16 U/g de inseto; pH ótimo = 6,0), fosfatase ácida (0,79 + 0,19 U/g de inseto; pH ótimo = 5,5), sacarase (6,7 + 0,78 U/g de inseto; pH ótimo = 6,5), trealase (2,2 + 0,43 U/g de inseto; pH ótimo = 6,0) e tripsina (0,70 + 0,2 U/g de inseto; pH ótimo = 9,7). Pela análise dos pH ́s ótimos das enzimas, infere-se que o ambiente digestivo do bicho-mineiro do cafeeiro é muito semelhante ao dos demais lepidópteros. Pelos testes de inibição da atividade de tripsina do bicho-mineiro do cafeeiro, verificou-se uma inibição de aproximadamente 2,12 UTI/g de folhas frescas de mamona. Os procedimentos de purificação e os tratamentos de fervura e fervura mais adição de β- mercaptoetanol no extrato de folhas de mamona mostraram que o inibidor é uma molécula não-protéica e termorresistente, que foi purificada por cromatografia de adsorção (sílica gel 60) e analisado por espectrometria de massas.

Coffee is a crop of great social and economic importance to Brazil and its production is affected by a number of pests and diseases. One of those pests is the coffee leaf miner, Leucoptera coffeella (Guérin-Mèneville, 1842) (Lepidoptera: Lyonetiidae) which can cause great losses in production. The forms of controlling the coffee leaf miner known and utilized at present show several troubles, which motivates the search for new forms of control of this insect. A possible point of attack to the pests aiming at their control is the use of digestive enzyme-inhibiting agents which take part in the primary digestion. The tests of inhibiting trypsin were chosen by this enzyme taking part in the primary digestion of proteins and their poor functioning resulting into the reduction of aminoacids available to the insect. Castor bean leaf extracts were utilized, since previous studies on cassava hornworm - Erinnyis ello (Linneaus, 1758) (Lepidoptera: Sphingidae) – showed the presence of a trypsin inhibitor in castor bean leaves. The objective of this work was to study the digestive enzymes of the coffee leaf miner and investigate the inhibition of its trypsin by utilizing castor bean leaf extracts. The experiment was conducted in Lavras-MG and the enzymes α-glucosidase (13.7 + 3.4 U/g of insect; optimum pH = 6.0), amylase (2.2 + 0.11 U/g of insect; optimum pH = 10.0), aminopeptidase (6.8 + 0.86 U/g of insect; optimum pH = 8.3), β-glucosidase (0.38 + 0.16 U/g of insect; optimum pH = 6.0), acidic phosphatase (0.79 + 0.19 U/g of insect; optimum pH = 5.5), saccharase (6.7 + 0.78 U/g of insect; optimum pH = 6.5), trehalase (2.2 + 0.43 U/g of insect; optimum pH = 6.0) and trypsin (0.70 + 0.2 U/g of insect; optimum pH = 9.7). The analysis of the optimum pH ́s of enzymes could suggest that the digestive environment of the coffee leaf miner is highly similar to the one of the other lepidopterans. The tests of inhibition of the coffee leaf miner trypsin activity indicated an inhibition of about 2.12 UTI/g of fresh castor bean leaves. The purification procedures and the treatments of boiling and boiling plus addition of β-mercaptoethanol in the castor bean leaf extract showed that the inhibitor is a non-protein molecule and heat-resistant which was purified by adsorption chromatography (silica gel 60) and analyzed by mass spectrometry.