Plant Proteinaceous α-Amylase and Proteinase Inhibitors and Their Use in Insect Pest Control

Mehrabadi, Mohammad; Franco, Octávio Luiz; Bandani, Ali Reza

doi:10.5772/39290

Cited by 6 publications

(3 citation statements)

References 72 publications

(58 reference statements)

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Гены ингибиторов α-амилаз, наряду с генами ингибиторов протеиназ, а также сцепленные с ними генетические маркеры используются при конструировании форм растений, устойчивых к вредителям [25,48,63,84,109].…”

Section: адаптация насекомых к белковым ингибиторам и пути ее ограничunclassified

Молекулярные Аспекты Иммунитета Растений И Их Коэволюции С Насекомыми

Конарев¹

2017

Biosfera

View full text Add to dashboard Cite

Огромное разнообразие растений и насекомых является результатом их коэволюции на протяжении сотен миллионов лет. Необходимость защиты тканей и органов, а также хранящихся в них энергетических и пластических материалов от фитофагов привела у растений к появлению многообразных и изощренных механизмов иммунитета. Наличие сложнейших поведенческих реакций, в том числе способности к выбору кормового растения по биохимическим, морфологическим и иным признакам и высокоорганизованной пищеварительной системы, и многие другие особенности насекомых-фитофагов обусловили у растений формирование механизмов иммунитета, в значительной мере независимых от механизмов иммунитета к фитопатогенным микроорганизмам. При этом защитные реакции растений против вредителей и патогенов могут быть сходными на молекулярном уровне передачи сигнала и запуска ответных реакций. Задействованные при этом гормональные системы могут взаимодействовать в антагонистической или синергетической манере, а фитофаги – как микроорганизмы, так и насекомые – способны с помощью эффекторов встраиваться в это взаимодействие для своей выгоды. Очень важна химическая составляющая защитных систем растений, охватывающая практически все классы вторичных метаболитов, которые оказывают прямое токсическое, репеллентное, антипитательное или иное негативное воздействие на фитофагов или привлекают энтомофагов. Широк перечень механизмов их действия – от разрушения клеточных мембран до повышения затрат энергии и ресурсов на усвоение пищи. Разнообразны и механизмы обезвреживания защитных соединений растений насекомыми. В природной системе «растение-насекомое» каждый из ее элементов представляет собой сообщество разнообразных организмов. Симбионты, паразиты и патогены влияют на взаимодействие растений и насекомых и вовлечены в их коэволюцию. При создании форм растений, устойчивых к вредителям, важно учитывать возможные последствия применения того или иного защитного механизма в отношении не только отдельных особей, но также популяций вредителей и агроэкосистемы в целом. Использование механизмов, не стимулирующих ускоренную микроэволюцию вредителей, оказывает более щадящее воздействие на экосистему. В роли таких защитных факторов могут выступать, например, белковые ингибиторы пищеварительных ферментов насекомых. Понимание закономерностей коэволюции растений и насекомых и молекулярной природы адаптации фитофагов к защитным соединениям является необходимым условием для создания эффективных форм растений, устойчивых к вредителям.

show abstract

Section: адаптация насекомых к белковым ингибиторам и пути ее ограничunclassified

Молекулярные Аспекты Иммунитета Растений И Их Коэволюции С Насекомыми

Конарев¹

2017

Biosfera

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Previous studies have revealed that certain plant seeds in particular produce antifeedant compounds and digestive enzyme inhibitors [24][25][26]. Furthermore, PI-producing plant cultivars appear to be promising candidates for pest management programs due to their tolerance traits [27,28].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Population Growth Parameters of Helicoverpa armigera (Hübner) on Various Legume Seeds Reveal Potential Tolerance Traits

et al. 2023

View full text Add to dashboard Cite

Helicoverpa armigera (Hübner) is a key polyphagous pest with global spread that causes economic damage to agricultural crops. It is commonly managed by synthetic insecticides, which can cause negative impacts on the environment and human health, as well as toxicity to natural enemies. Hence, investigations into alternative pest management approaches such as the use of resistant host plant cultivars against H. armigera is important. In this study, the effects of various legume seeds based on meridic diets were evaluated using biology and population growth parameters of H. armigera under laboratory conditions. The results indicated that the shortest developmental time and pupal incubation periods occurred on white kidney bean Dehghan, while the longest periods occurred on broad bean Mahta. The intrinsic rate of population increase (r) was highest when H. armigera was reared on white kidney bean Dehghan and cowpea Arabi, and the lowest when reared on broad bean Mahta and common bean Khomein. Furthermore, the highest net reproductive rate (R0) occurred on white kidney bean Dehghan and the lowest on common bean Khomein. Cluster analysis revealed that white kidney bean Dehghan and cowpea Arabi were the most susceptible hosts, while common bean Khomein, and broad beans Feyz and Mahta were the poorest and perhaps least susceptible hosts for population growth of H. armigera. Our results suggest that the selective use of certain bean cultivars as potential sources of antibiosis against this pest may be useful as part of an integrated management program.

show abstract

“…The investigation of new pest control approaches that are safer for humans and the environment is of great interest. Much effort is made regarding the use of digestive enzyme inhibitors, such as inhibitors of proteases and α-amylase, aiming to control insect pests (Mehrabadi et al, 2012a(Mehrabadi et al, , 2012bRanjbar et al, 2014). Proteases provide essential amino acids for insect pests by hydrolyzing ingested proteins and, consequently, they can influence both the insect growth and development.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Biochemical characterization and structural analysis of trypsin from Plodia interpunctella midgut: implication of determinants in extremely alkaline pH activity profile

et al. 2017

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

In the present study, trypsin from Plodia interpunctella (Hübner) is characterized to discover sequence, biochemical and structural features. This enzyme is purified by ion exchange chromatography using fast protein liquid chromatography on proteins from fifth‐instar larvae. The enzyme is optimally active at 50 °C and pH 11.0. The kinetic parameters (Km and Vmax) of the enzyme are 5.3 ± 0.6 µm and 31 ± 1.3 nmol min−1 mg−1, respectively (using Nα‐benzoyl‐l‐arginine ρ‐nitroanilide hydrochloride as substrate). The enzyme is inhibited by the addition of Cu2+ and Mn2+, whereas it is activated by Li+ at high concentrations. Moreover, the enzyme is almost completely inhibited in the presence of Nα‐tosyl‐l‐lysine chloromethyl ketone hydrochloride and phenylmethanesulphonyl fluoride. To understand some characteristics of P. interpunctella trypsin, including active site structure and alkaline pH profile, a reliable structural model of P. interpunctella trypsin is built based on the Fusarium oxisporum (Schlecht) trypsin cystal structure (Protein Data Bank code: 1GDU). The secondary structure content of the purified trypsin from near‐ultraviolet circular dichroism data shows considerable similarities with that of P. interpunctella trypsin predicted structure. Analysis of pKa values of active site residues, a type of amino acid residue in the active site cleft and the surface charges of the model and Tribolium castaneum (Herbst) trypsin structure as an insect species from different orders reveals some differences between them. These differences might effect on the microenvironment of the active site cleft and consequently shift its pH profile. The application of multiple theoretical and experimental techniques is well adapted to predict the enzyme structure with high accuracy and this could help in the design of a powerful inhibitor for trypsin with ideal properties.

show abstract

Plant Proteinaceous α-Amylase and Proteinase Inhibitors and Their Use in Insect Pest Control

Cited by 6 publications

References 72 publications

Молекулярные Аспекты Иммунитета Растений И Их Коэволюции С Насекомыми

Молекулярные Аспекты Иммунитета Растений И Их Коэволюции С Насекомыми

Population Growth Parameters of Helicoverpa armigera (Hübner) on Various Legume Seeds Reveal Potential Tolerance Traits

Biochemical characterization and structural analysis of trypsin from Plodia interpunctella midgut: implication of determinants in extremely alkaline pH activity profile

Contact Info

Product

Resources

About