IDENTIFICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DAS ESTERASES EM Tribolium castaneum COLEOPTERA: TENEBRIONIDAE

Resumo

Os insetos da espécie Tribolium castaneum, popularmente conhecidos como “carunchos”, são pragas secundárias que infestam produtos armazenados. O uso intensivo de inseticidas no controle desta praga tem contribuído para o desenvolvimento de resistência, por meio de mecanismos fisiológicos, comportamentais e bioquímicos. O mecanismo bioquímico talvez seja um dos mais importantes, uma vez que são realizados por enzimas, tais como as esterases. Dessa forma, este trabalho descritivo de caráter exploratório, foi realizado visando identificar e caracterizar bioquimicamente as esterases no desenvolvimento dessa espécie e analisar geneticamente este sistema enzimático. Para tanto, esterases de quatro linhagens (LU, LG, LPT e LER) destes insetos, foram estudadas por meio de eletroforese vertical em gel de poliacrilamida (PAGE). O sistema PAGE permitiu a identificação de 19 bandas esterásicas, atribuídas a 11 locos gênicos (EST- 1 a 11), com expressão diferencial tanto ao longo do desenvolvimento quanto entre as linhagens analisadas.  Dentre esses locos, Est-1, 6 e 8 são monomórficos. Os demais são polimórficos e as esterases por eles codificadas apresentaram estrutura monomérica. A EST-5 e a EST-10 foram classificadas como beta-esterases, e as demais como alfa-esterases.  Em insetos adultos, EST-1, 2, 3, 4 e 9 foram classificadas como colinesterases e a EST-5 como carboxilesterase. Os resultados obtidos serão utilizados em estudos posteriores para verificar o envolvimento das esterases nos mecanismos de resistência aos inseticidas a fim de encontrarmos uma forma de controle mais eficiente para este inseto-praga.

BIOCHEMICAL AND GENETIC CHARACTERIZATION OF ESTERASES IN Tribolium castaneum (COLEOPTERA: TENEBRIONIDAE)

ABSTRACT

            The insects of Tribolium castaneum species, popularly known in Brazil as “caruncho”, are secondary pests which infest stored-products. The intensive use of insecticides has contributed to the development of resistance through physiological, behavioural and biochemical mechanisms. The biochemical mechanism is one of the most important because they are accomplished by enzymes of the esterase groups. Thus, this descriptive study with exploratory character the aimed to identify and characterise esterases during the developmental stages of Tribolium castaneum and to analyze the genetic profile of this enzymatic system. Esterases from the insects of four strains (LU, LG, LPT and LER) were subjected through vertical polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE). The PAGE system allowed the identification of eleven esterases bands, assigned to 11 loci (EST-1 to 11), with distinguishing expression either in the stages of development or in the insect strains. Among these loci, Est-1, 6 and 8 are monomorphic. The others are polymorphic, and the codified esterases showed monomeric structure. The EST-5 and EST-10 were classified as beta-esterases, and the other enzymes as alfa-esterases. Four esterases in the adults, EST-1, 2, 3, and 9, were classified in the cholinesterase class and EST-5 was classified in the carboxylesterase class. The results will be used in future studies to verify the involvement of esterases in insecticide resistance mechanisms in order to find a more efficient way to control this insect pest.

KEYWORDS: Tribolium castaneum, rust red flour beetle, esterase, insecticide resistance; organophosphorate.