Publicação: Efeitos do ácido bórico no perfil de expressão protéica em Camponotus vittatus (Hymenoptera: Formicinae)
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CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA
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RESUMO GERAL: Iscas líquidas de ácido bórico, em baixas concentrações, têm-se
mostrado eficientes para o controle de formigas carpinteiras, agindo lentamente,
sendo bem distribuídas na colônia por trofalaxia sem serem repelidas, além de
não prejudicarem organismos não-alvos. Devido à predominância de Camponotus
vittatus em residências de Uberlândia-MG e a quase inexistência de trabalhos a
respeito da biologia, fisiologia e métodos de controle dessa formiga, esse trabalho
teve por objetivo analisar os efeitos que a ingestão do ácido bórico pode provocar
na expressão de proteínas desse inseto, visando subsidiar propostas de controle.
Foi analisado o perfil protéico, através de eletroforese SDS-PAGE e
espectrometria de massa, e esterásico por eletroforese e testes de inibição. Os
resultados mostraram que o ácido bórico alterou a expressão de várias proteínas.
Duas bandas foram capazes de gerar fragmentos tripsínicos que após análise por
bioinformática indicaram alta similaridade de uma delas com a enzima arginina
quinase. Com relação ao perfil de esterases, duas tiveram sua expressão
aumentada no grupo tratado com ácido bórico e uma foi observada somente
neste grupo, colocando tais enzimas como candidatas a esterases-resistência
específicas, utilizadas pelas formigas na tentativa de detoxificação e/ou
resistência ao ácido bórico. CAPITULO I: Vários são os tipos de pesticidas utilizados atualmente, entretanto, os
efeitos colaterais indesejados gerados são enormes. Sendo assim, iscas são
ideais para o uso contra formigas urbanas, devido a sua baixa toxicidade, fácil
transporte para o ninho e boa distribuição para os membros da colônia, através de
trofalaxia. Além disso, possuem baixo impacto ambiental, não prejudicando
organismos não-alvos. Iscas de ácido bórico têm sido utilizadas no controle de
formigas carpinteiras, mostrando-se efetivas em baixas concentrações.
Considerando-se que trabalhos sobre os modos de ação do ácido bórico em
formigas são inexistentes, nesse estudo foi analisado, por gel SDS-PAGE e
espectrometria de massa, o perfil protéico de Camponotus vittatus tratadas com
iscas líquidas desse veneno. Os resultados mostraram que o ácido bórico alterou
a expressão de várias proteínas. Foram obtidos vários fragmentos tripsínicos de
duas bandas diferencialmente expressas, uma delas expressa no grupo Tratado,
não apresentou similaridade com nenhuma proteína já estudada e depositada em
bancos de dados públicos. A análise de bioinformática para a segunda banda,
que não ocorre no grupo Tratado, indicou similaridade com a enzima Arginina
quinase (ArgK), importante para manutenção da homeostase energética em
himenópteros. Provavelmente, o ácido bórico estaria ocasionando a supressão da
ArgK, comprometendo o funcionamento do sistema de tamponamento pelo ATP. Não há banco de dados para C. vittatus, o que dificulta resultados mais
conclusivos para análise de proteínas. CAPITULO II: O ácido bórico, um tipo de inseticida inorgânico, está sendo bastante
utilizado no controle das formigas. Iscas líquidas, em baixas concentrações, têm
se mostrado eficientes, pois agem lentamente e não são repelidas pelas formigas.
As esterases pertencem a um grupo de enzimas que hidrolisam preferencialmente
ésteres de ácidos carboxílicos. São classificadas pela especificidade a substratos
e sensibilidade a inibidores. Nos insetos, estão relacionadas com a regulação dos
níveis de Hormônio Juvenil, processos digestivos e degradação de inseticidas.
Esse trabalho analisou os efeitos do ácido bórico, utilizado como método de
controle em Camponotus vittatus, na atividade esterásica dessas formigas. As
esterases foram coradas com α e β naftil acetato e classificadas por testes de
inibição. Foram detectadas seis regiões com atividade esterásica, denominadas
de EST1 a EST6 e identificadas como α e β esterases. EST1, EST2 e EST3 foram
classificadas como acetilcolinesterases e EST4, EST5 e EST6, classificadas
como acetilesterases. A EST3 foi detectada somente no grupo Tratado com ácido
bórico. EST1 e EST2 apresentaram aumento de intensidade de expressão no
grupo Tratado quando comparado ao Controle. A EST3, presente somente no
grupo Tratado, e o aumento da expressão de EST1 e EST2 nesse grupo, colocam
essas enzimas como candidatas a esterases-resistência específicas, utilizadas
pelas formigas na tentativa de detoxificação e/ou resistência ao ácido bórico.
Abstract
Boric acid aqueous bait, in lower concentrations, have been showed efficient for
the control of carpenter ants, acting slowly and being well distributed in the colony
by trofalaxis, without repellence, and besides this, they don t injury non-target
organisms. Because of the prevalence of Camponotus vittatus in residences in
Uberlândia-MG and because there aren t almost any works about its biology,
physiology and methods for the control of this ant, this study had the objective to
analyze the effects that boric acid ingestion can cause in this insect protein
expression aiming to support control proposals. The protein profile was analyzed
by SDS-PAGE electrophoreses and mass spectrometry and the esterasic profile
by electrophoreses and inhibition tests. The results showed that the boric acid
changed the expression of many proteins. Two bands were able to generate
trypsinic fragments which indicated, after bioinformatics analysis, similarity of one
band with the enzyme arginine kinase. About the esterasic profile, two of them had
their expression increased in the group treated with boric acid and one was
observed only in this group, what put this enzymes as candidates to specific
resistance esterases, used by ants as an attempt to detoxification and/or
resistance to boric acid. CHAPTER I: There are many types of pesticides used nowadays, however, they
generate a big amount of undesirable collateral effects. Because of this, baits are
an ideal tool against urban ants: they have a lower toxicity and are easily
transported to the nest, being well distributed by trofalaxis. Moreover, they aren t
a threat to non target organisms and have a short environmental impact. Acid
boric baits have been used in the control of carpenter ants, showing a good effect
in low concentrations. Papers retracting how the acid boric acts in ants are
inexistent. In order to provide some information on this field, this study aims to
analyze the protein profile of Camponotus vittatus treated with aqueous baits of
this poison by gel SDS-PAGE and mass spectrometry. The results have shown
that the boric acid altered the expression of many proteins. Many trypsinics
fragments were obtained from two differentially expressed bands. The first, highly
expressed in the Treated Group, failed in display similarity with any protein from
public database. Bioinformatics analysis made to the second band, suppressed in
the Treated Group, indicated similarity with Arginine kinase (ArgK), an important
enzyme in the maintenance of energetic homeostasis in hymenopteros. Probably,
the boric acid would be occasioning ArgK suppression and compromising the ATP
buffering system work. More conclusive results weren t possible because of the
lack of a C. vittatus database. CHAPTER II: The boric acid, a type of inorganic insecticide, has been largely used in ant
control. Aqueous baits, in lower concentrations, have been very efficient because
they act slowly and aren t repelled by the ants. Esterases belong to an enzyme
group that preferentially hydrolyzes carboxyl acid esters. They are classified by
their substrate and inhibitor specificity. In insects they are related with the Juvenile
Hormone levels, digestive processes and insecticide degradation. This work
analyzed the esterase activity of Camponotus vittatus treated with boric acid. The
esterases were stained with α and β-nafthyl acetate and classified by inhibition
tests. Six regions with esterase activity were detected, denominated EST1 to
EST6 and identified as α-β esterases. EST1, EST2 and EST3 were classified as
acetylcolinesterases, whereas EST4, EST5 and EST6 were classified as
acetylesterases. EST3 was detected just in the acid boric Treated group. EST1
and EST2 showed an increasing expression in Treated group when compared with
the Control Group. The presence of EST3 in the Treated group as well as EST1
and EST2 increased expression in this group place this enzymes as candidates of
specific resistance esterases, utilized by ants in a detoxification trial and/or an acid
boric resistance.
Palavras-chave
Formiga, Camponotus vittatus, Ácido bórico, Perfil protéico, Controle, Isca líquida, Boric acid, Protein profile, Control, Aqueous baits
Citação
ALMEIDA, Luciana de Oliveira. Efeitos do ácido bórico no perfil de expressão protéica em Camponotus vittatus (Hymenoptera: Formicinae). 2006. 102 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Biológicas) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2006. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2006.07