Ing. Agronomo

Revista Colombiana de Entomología 37 (2): 183-191 (2011)

Inhibidores de proteasas de plantas efectivos contra las aspártico proteasas de Hypothenemus hampei
Plant protease inhibitors effective against aspartic proteases from Coffee Berry Borer (Hypothenemus hampei) DIANA MOLINA V', ALEJANDRO BLANCO-LABRA' y HUMBERTO ZAMORA E.3
Resumen: La broca del café (Hypothenemus hampei), produce laspérdidas económicas más graves al cultivo de café (Coffea arabica). En extractos proteínicos de insectos adultos se identificaron aspártico proteasas las cuales mostraron dos bandas de actividad proteolítica en los zimogramas y una actividad máxima a pH 2,5 en los ensayos espectrofotométricos. Esta enzima se clasificó como catepsina D considerando su inhibición por pepstatina A y la hidrólisis dehemoglobina. Para encontrar inhibidores de las aspártico proteasas de H hampei, se evaluaron extractos proteínicos de semillas de plantas no-huésped como: Lupinus bogotensis, Brachiaria humidicola, Amaranthus hypochondriacus, Phaseolus acutifolius, Phaseolus coccineus, Hyptis suaveolens, Centrosema pubescens y Trifolium repens. El extracto proteínico de L. bogotensis produjo la mayor inhibición de lasaspártico proteasas con una actividad específica de 74,1 UI/mg; en comparación con los extractos de H. suaveolens, B. humidicola y A. hypochondriacus que presentaron una inhibición menor de las aspártico proteasas. Los demás extractos, proteínicos no inhibieron la actividad aspártico proteasa. La actividad proteolítica de H. hampei se inhibió en un 90% con 100 .tg del extracto crudo de L.bogotensis, mientras que se necesitó 1 mg de extracto crudo de H. suaveolens y B. humidicola para inhibir la actividad en 70 y 60%, respectivamente. Los zimogramas identificaron posibles inhibidores de proteasas en los extractos de L. bogotensis, H. suaveolens, B. humidicola y A. hypochondriacus que bloquearon in vitro la actividad de las aspártico proteasas del insecto. La expresión de genes deinhibidores de proteasas en café es una alternativa para obtener variedades resistentes. hampei.

Palabras clave: Lupinus bogotensis. Leguminosae. Inhibidor de aspártico proteasa. Aspártico proteasa. Hypothenemus

Abstract: The coffee berry borer, Hypothenemus hampei, is one of the, rnoá devastating coffee pests (Coffea arabica).
Aspartic proteases were identified in protein extracts of adultinsects, showing two bands of proteolytic activity in zymograms and a máximum activity at pH 2.5 in the spectrophotometric assays. Considering its inhibition by pepstatin A and hemoglobin hydrolysis this enzyme was classified as cathepsin D. Seeds extracts of Lupinus bogotensis, Brachiaria humidicola, Amaranthus hypochondriacus, Phaseolus acutifolius, Phaseolus coccineus, Hyptis suaveolens, Centrosemapubescens, and Trifolium repens were evaluated to identify aspartic protease inhibitors. The greatest inhibitory activity of aspartic proteases was found in L. bogotensis extract with a specific activity of 74.1 IU/mg, compared with extracts of H. suaveolens, B. humidicola, and A. hypochondriacus that showed a lower inhibition of aspartic proteases. Other protein extracts did not inhibit asparticprotease activity. The proteolytic activity of H. hampei was inhibited by 90% with 100 ptg of crude extract of L. bogotensis, whereas it took 1 mg of crude extract of H. suaveolens and B. humidicola to inhibit the activity at 70 and 60% respectively. The zymograms identified potential protease inhibitors in extracts of L. bogotensis, H. suaveolens, B. humidicola and A. hypochondriacus that blockedin vitro activity of aspartic proteases of the insect. The expression of protease inhibitor genes in coffee is an alternative to obtain resistant varieties.

Key words: Lupinus bogotensis. Leguminosae. Aspartic protease inhibitor. Aspartic protease. Hypothenemus hampei.

Introducción El café (Coffea spp., Rubiaceae) es el producto agrícola más importante en 70 países de la región tropical...