RESUMO
The proteinase inhibitors are proteins extensively investigated in tissue storage, but few prospected in other plant tissues. The aim of this study was to detect the presence of serine proteinase inhibitors in leaf extracts from fifteen species of leguminous trees of the Amazon forest. The species studied were Caesalpinia echinata, C. ferrea, Cedrelinga cateniformis, Copaifera multijuga, Dinizia excelsa, Enterolobium contortisiliquum, E. maximum, E. schomburgkii, Leucaena leucocephala, Ormosia paraensis, Parkia multijuga, P. pendula, P. platycephala, Swartzia corrugata and S. polyphylla. Leaves were collected, dried at 30ºC for 48 h, crushed and subjected to extraction with NaCl (0.15 M, 10% w/v), resulting in the total extract. Tests were performed to determine the concentration of proteins and to detect of inhibitory activity against bovine trypsin and chymotrypsin. The content of crude and soluble protein in leaf extracts varied from 7.9 to 31.2% and 1.3 to 14.8%, respectively. The inhibitory activity on trypsin and chymotrypsin was observed in all leaf extracts. However, in extracts of E. maximum, L. leucocephala, P. pendula, S. corrugata and S. polyphylla, the inhibition was greater on trypsin, while extract of P. multijuga was more effective against chymotrypsin. We conclude that leaf extracts of leguminous trees have serine proteinase inhibitors and show potential biotecnological applications.
Os inibidores de proteinases são proteínas extensivamente investigadas nos tecidos de estocagem, mas pouco prospectadas em outros tecidos vegetais. O objetivo deste estudo foi detectar a presença de inibidores de serinoproteinases em extratos foliares de quinze espécies de leguminosas arbóreas da Amazônia. As espécies estudadas foram: Caesalpinia echinata, C. ferrea, Cedrelinga cateniformis, Copaifera multijuga, Dinizia excelsa, Enterolobium contortisiliquum, E. maximum, E. schomburgkii, Leucaena leucocephala, Ormosia paraensis, Parkia multijuga, P. pendula, P. platycephala, Swartzia corrugata e S. polyphylla. Folhas foram coletadas, secas a 30ºC durante 48 h, trituradas e submetidas à extração com NaCl (0,15 M, 10% p/v) resultando no extrato total. Ensaios foram executados para determinar a concentração de proteínas e detectar a atividade inibitória contra a tripsina e quimotripsina bovina. Os teores de proteínas bruta e solúvel nos extratos foliares variaram de 7,9 a 31,2% e 1,3 a 14,8%, respectivamente. A atividade inibitória sobre a tripsina e quimotripsina foi observada em todos os extratos foliares. Contudo, nos extratos de E. maximum, L. leucocephala, P. pendula, S. corrugata e S. polyphylla a inibição foi maior sobre a tripsina, enquanto o extrato de P. multijuga foi mais efetivo contra a quimotripsina. Nós concluímos que nos extratos foliares de leguminosas arbóreas têm inibidores de serinoproteinases e exibem potencial aplicações biotecnológicas.
RESUMO
Tropical tree species are almost always under high irradiance in the Amazonian. The high energy flux can be decisive for the success or not in the initial establishment in the field. The objective of this study was to investigate the answers of young plants of andiroba (Carapa guianensis Aubl) and cumaru (Dipteryx odorata (Aublet) Willd) exposed to two light environments (shade and sunlight). The experiment was carried in Manaus-AM, Brazil (3º8'S, 59º52'W). Analysis of chlorophyll a fluorescence transients were obtained in intact and healthy leaves between 10:00 to 12:00 am. The curve OJIP indicated that the species high irradiance exposed presented photoinhibition after 45 days of experiment. Andiroba and cumaru plants exposed to sunlight exhibited low values of TRo/ABS (7.17 and 20.4%, respectively), ETo/TRo (14.5 and 27.2%, respectively) and ETo/ABS (20.6 and 42.2%, respectively) and high values of DIo/ABS (26.9 and 43.0%, respectively), compared with plants exposed to the shadow with 45 days of experiment. As for phenomenological flux, most of the parameters, low values were observed for both exposed species in the sunlight. Andiroba and cumaru plants exposed in the sunlight exhibited low values of PIABS (63.3 and 78.7%, respectively) compared with exposed plants to the shadow at the end of the experiment. Although the species have suffered with the stress for high irradiance andiroba specie presented better performance than cumaru being indicated for use in production planting or degraded area restoration.
Espécies arbóreas tropicais estão quase sempre sob alta irradiância na Amazônia. O elevado fluxo energético pode ser decisivo para o sucesso ou fracasso no estabelecimento inicial das plantas no campo. O objetivo deste trabalho foi investigar as respostas de plantas jovens de andiroba (Carapa guianensis Aubl) e cumaru (Dipteryx odorata (Aublet) Willd) expostas a dois ambientes de luz (sombra e sol). O experimento foi conduzido em Manaus-AM, Brasil (3º8'S, 59º52'W). As análises dos transientes da fluorescência da clorofila a e os parâmetros relacionados foram obtidos em folhas intactas e saudáveis no período entre 10:00 e 12:00h. A curva OJIP indicou que ambas as espécies expostas à alta irradiância apresentaram fotoinibição após 45 dias de experimento. Plantas de andiroba e cumaru expostas ao sol exibiram menores valores de TRo/ABS (7,17 e 20,4%, respectivamente), ETo/TRo (14,5 e 27,2%, respectivamente) e ETo/ABS (20,6 e 42,2%, respectivamente) e maiores valores de DIo/ABS (26,9 e 43,0%, respectivamente), comparadas com plantas exposta à sombra. Quanto ao fluxo fenomenológico, para a maioria dos parâmetros, menores valores foram observados para ambas as espécies expostas ao sol. Plantas de andiroba e cumaru expostas ao sol exibiram valores menores de PI ABS (63,3 e 78,7%, respectivamente) comparadas com plantas expostas à sombra no final do experimento. Apesar de ambas as espécies terem sofrido com o estresse por alta irradiância, plantas de andiroba apresentaram melhores desempenhos do que plantas de cumaru, sendo, portanto, melhor indicadas para uso em plantio de produção ou de recuperação de áreas degradadas.
RESUMO
Different classes of proteins are common in Leguminosae seeds, including trypsin inhibitors and hemagglutinin proteins, which act on proteolytic enzymes and cell-surface carbohydrates, respectively. The aim of this work was to quantify, to detect and characterize partially these proteins in seeds of Tachigali plumbea, Sesbania exasperata and Ormosia costulata var. trifoliata. Seeds of the three species were powdered and submitted to an extraction with a saline solution (NaCl 0.15M - 10%, p/v). The resulting total extracts were used to quantify proteins content, detect the residual trypsin activity, hemagglutinating activity (AHE) and the proteic profile. Residual trypsin activity was observed only for T. plumbea and S. exasperata, which values were 4 and 19% respectively. AHE was detected in extracts of all three species, total extracts of T. plumbea and S. exasperata hemagglutinated erythrocytes of rats, mice and hamsters, whereas O. costulata had this effect only on hamster erythrocytes. The proteic profile obtained by SDS-PAGE showed that T. plumbea and S. exasperata have a higher content of protein with an apparent molecular mass of 10 - 30 kDa, while O. costulata predominantly contains proteic bands with molecular masses varying between 20 to 25 kDa. It is concluded that total extracts of O. costulata and S. exasperata, species of the subfamily Papilionoideae, present less trypsin inhibitors than T. plumbea (Caesalpinioideae). AHE, both in form of minimum hemagglutinin concentration and the specified interaction with erythrocytes, differed even among species from the same subfamily.
Diferentes classes de proteínas são comuns em sementes de leguminosas, incluindo inibidores de tripsina e proteínas hemaglutinantes, as quais atuam sobre enzimas proteolíticas e sobre carboidratos da superfície celular, respectivamente. O objetivo deste trabalho foi quantificar, detectar e caracterizar parcialmente a ocorrência dessas proteínas em sementes de Tachigali plumbea, Sesbania exasperata e Ormosia costulata var. trifoliolata. Sementes das três espécies foram moídas e submetidas à extração salina (NaCl 0,15M - 10 %, p/v). Os extratos totais obtidos foram utilizados para quantificar o conteúdo protéico, detectar a atividade residual da tripsina, a atividade hemaglutinante (AHE) e na obtenção do perfil protéico. A atividade residual da tripsina foi observada somente para T. plumbea e S. exasperata, cujos valores foram 4 e 19 %, respectivamente. A AHE foi detectada nos extratos das três espécies, sendo que os extratos totais de T. plumbea e S. exasperata, hemaglutinaram eritrócitos de rato, camundongo e hamster, enquanto que a espécie O. costulata hemaglutinou somente eritrócitos de hamster. O perfil protéico em SDS-PAGE revelou maior ocorrência de proteínas com massa molecular aparente de 10 a 30 kDa para T. plumbea e S. exasperata, enquanto que para O. costulata prevaleceram bandas protéicas com massa molecular variando entre 20-25 kDa. Conclui-se que os extratos totais de O. costulata e S. exasperata, pertencentes à subfamília Papilionoideae, apresentam menor conteúdo de inibidores de tripsina que T. plumbea (Caesalpinioideae) e, quanto à AHE, os resultados mostraram-se diferenciados, mesmo entre as espécies da mesma subfamília, tanto para a concentração mínima hemaglutinante quanto para a especificidade de interação com os eritrócitos.
RESUMO
The rosewood (Aniba rosaeodora Ducke) is a native tree species of Amazon rainforest growing naturally in acidic forest soils with reduced redox potential. However, this species can also been found growing in forest gaps containing oxide soils. Variations in the forms of mineral nitrogen (NO3- or NH4+) may be predicted in these different edaphic conditions. Considering that possibility, an experiment was carried out to analyze the effects of different NO3-:NH4+ ratios on the growth performance, mineral composition, chloroplastid pigment contents, photochemical efficiency photosystem II (PSII), and nitrate redutase activity (RN, E.C.1.6.6.1) on A. rosaeodora seedlings. Nine-month-old seedlings were grown in pots with a washed sand capacity of 7.5 kg and submitted to different NO3-:NH4+ ratios (T1 = 0:100%, T2 = 25:75%, T3 = 50:50%, T4 = 75:25%, and T5 = 100:0%). The lowest relative growth rate was observed when the NO3-:NH4+ ratio was equal to 0:100%. In general, high concentrations of NO3- rather than NH4+ favored a greater nutrient accumulation in different parts of the plant. For the chloroplastid pigment, the highest Chl a, Chl b, Chl tot, Chl a/b and Chl tot/Cx+c contents were found in the treatment with 75:25% of NO3-:NH4+, and for Chl b and Cx+c it was observed no difference. In addition, there was a higher photochemical efficiency of PSII (Fv/Fm) when high NO3- concentrations were used. A linear and positive response for the nitrate reductase activity was recorded when the nitrate content increased on the culture substrate. Our results suggest that A. rosaeodora seedlings have a better growth performance when the NO3- concentrations in the culture substrate were higher than the NH4+ concentrations.
O pau-rosa (Aniba rosaeodora Ducke) habita, naturalmente, solos florestais ácidos com potencial redox reduzido. No entanto, estas espécies têm sido encontradas também em clareiras que, teoricamente, apresentam solos mais oxidados. Nestas diferentes condições edáficas, pode-se prever variações nas formas do nitrogênio mineral (NO3- ou NH4+). Considerando essa possibilidade foi conduzido experimento com o objetivo de estudar os efeitos de diferentes relações de NO3-:NH4+ sobre o acúmulo de biomassa, a composição mineral, as concentrações de pigmentos cloroplastídicos, a eficiência fotoquímica do fotossistema II e a atividade da enzima redutase do nitrato (RN, E.C.1.6.6.1) em A. rosaeodora. Plantas jovens com nove meses foram cultivadas em vasos com capacidade para 7,5 kg e submetidas a diferentes relações de NO3-:NH4+ (T1 = 0:100%, T2 = 25:75%, T3 = 50:50%, T4 = 75:25% e T5 = 100:0%). As menores taxas de acúmulo de biomassa foram observadas quando a relação das concentrações de NO3-:NH4+ foi igual a 0:100%. De maneira geral, a maior concentração de NO3- em relação a NH4+ favoreceu maior acúmulo de nutrientes nas diferentes partes da planta. Para os teores de pigmentos cloroplastídicos, os maiores valores de Chl a, Chl tot, Chl a/b e Chl tot/x+c, foram encontrados no tratamento com 75:25% de NO3-:NH4+, não ocorrendo diferença para os teores de Chl b e Cx+c. Em relação a eficiência fotoquímica do fotossistema II (Fv/Fm) maior eficiência também ocorreu quando predominou maior concentração de NO3- em relação ao NH4+. Quanto a atividade da reductase do nitrato observou-se resposta linear e positiva para o incremento da concentração de nitrato no substrato de cultivo. Portanto, os resultados obtidos sugerem que as plantas jovens de A. rosaeodora apresentaram melhor desempenho quando as concentrações de NO3- no substrato de cultivo foram superiores as concentrações de NH4+.