Sementes de leguminosas (Fabaceae) apresentam alto conteúdo de inibidores, incluindo os inibidores de serinoproteinases que têm sido extensivamente estudados. Todavia, poucos estudos foram realizados quanto à investigação dessas proteínas em espécies arbóreas pertencentes à flora amazônica. As proteínas presentes nas sementes de quatro espécies de leguminosas da Amazônia, Parkia pendula, P. discolor, P. multijuga e P. nitida, foram obtidas pela extração usando NaCl 0.15 mol L-1 e, parcialmente purificadas usando a cromatografia de afinidade em tripsina-Sepharose 4B. Os inibidores exibiram afinidades diferentes entre a tripsina e a quimotripsina, exceto para P. nitida, a qual apresentou alta inibição contra as duas enzimas. A análise em SDS-PAGE mostrou que as espécies do gênero Parkia contém uma banda principal correspondendo aos inibidores de tripsina parcialmente purificados. As massas moleculares aparentes determinadas para os inibidores (aproximadamente, 13 a 18 kDa) e a alta especificidade pela tripsina sugerem a ocorrência de inibidores do tipo Bowman-Birk e Kunitz.

Leguminous seeds (Fabaceae) have a high content of inhibitors of which serine protease inhibitors are the most widely studied. However, there are only a few studies related to the investigation of these proteins in tree species belonging to the Amazon flora. The protein content presented in seeds of four Amazonian Leguminosae species, Parkia pendula, P. discolor, P. multijuga and P. Nitida, was extracted by using NaCl 0.15 mol L-1 and then partially fractionated by using affinity chromatography performed on a trypsin-Sepharose 4B. These inhibitors presented different affinities between trypsin and chymotrypsin serine proteases, showing a higher inhibition to trypsin compared to chymotrypsin, except for P. nitida, which showed high inhibition against both enzymes. The SDS-PAGE analysis showed that the species from Parkia genus have a main band corresponding to partially purified trypsin inhibitors. The apparent molecular mass inhibitors (approximately 13-18 kDa) and the high specificity for trypsin suggest the occurrence of Bowman-Birk and Kunitz type inhibitors.

Sementes de leguminosas apresentam alta concentração de inibidores de tripsina; estas proteínas estão envolvidas no metabolismo celular e também em mecanismos de defesa vegetal. A fim de confirmar ou não, a possível ação fungicida destas proteínas a partir de extratos de sementes de leguminosas arbóreas, o objetivo deste estudo foi detectar inibidores de tripsina em sementes de Caesalpinia ferrea (CfTI) e Swartzia polyphylla (SpTI) e testar os extratos contra os fungos fitopatogênicos Colletotrichum guaranicola, Corynespora cassiicola, Fusarium oxysporum e Sclerotium rolfsii, avaliando o crescimento micelial e a esporulação. Para tanto, amostras do material biológico vegetal, sementes finamente pulverizadas, foram submetidas à extração em NaCl 150 mM. Os extratos protéicos foram parcialmente purificados em coluna Sephadex G-100, submetidos à detecção dos inibidores e SDS-PAGE (12,5%) e, utilizados nos bioensaios contra os fungos. O perfil eletroforético revelou uma única banda em CfTI e oito bandas em SpTI. Os extratos de C. ferrea e S. polyphylla exibiram efeito na diminuição da esporulação dos fungos testados, mas S. rolfsii foi inibido apenas por C. ferrea. Quanto ao crescimento micelial, os dois extratos tiveram efeito sobre F. oxysporum e S. rolfsii, ao passo que C. guaranicola foi inibido apenas por S. polyphylla, e C. cassiicola por C. ferrea. Concluiu-se que sementes de C. ferrea e S. polyphylla apresentam inibidores de tripsina. Além disso, os resultados sugerem que estas espécies de leguminosas arbóreas são promissoras no que concerne à prospecção de fungicidas naturais, uma vez que os extratos diminuíram o crescimento micelial e a esporulação de C. guaranicola, C. cassiicola, F. oxysporum e S. rolfsii.

Legume seeds present high concentration of trypsin inhibitors; these proteins are involved in both cell metabolism and plant defense mechanisms. In order to confirm or not a possible fungicidal action of these proteins from extracts of seeds of legume tree species, the aim this study was to detect trypsin inhibitors in seeds of Caesalpinia ferrea (CfTI) and Swartzia polyphylla (SpTI) and to test their extracts against the pathogenic fungi Colletotrichum guaranicola, Corynespora cassiicola, Fusarium oxysporum and Sclerotium rolfsii, evaluating mycelial growth and sporulation. Thus, samples of the plant material, finely powdered seeds, were extracted in 150 mM NaCl. The protein extracts were partially purified on Sephadex G-100 column, subjected to detection of inhibitors and SDS-PAGE (12.5%), and used in bioassays against the fungi. The electrophoretic profile revealed a single band in CfTI and eight bands in SPTI. The extracts of C. ferrea and S. polyphylla had an effect in reducing sporulation of the tested fungi, but S. rolfsii was inhibited only by C. ferrea. As to mycelial growth, the two extracts showed an effect on F. oxysporum and S. rolfsii, while C. guaranicola was inhibited only by S. polyphylla, and C. cassiicola by C. ferrea. It was concluded that seeds of C. ferrea and S. polyphylla present trypsin inhibitors. In addition, the results suggest that these tropical tree species are promising for the exploration of natural fungicides, since the extracts reduced mycelial growth and sporulation of C. guaranicola, C. cassiicola, F. oxysporum and S. rolfsii.

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.

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.

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.

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.

Este estudo teve por objetivo caracterizar a mobilização de metabólitos primários (proteínas, óleos, amido e açúcares solúveis) e determinar a atividade da enzima alfa-amilase em sementes de pau-rosa durante diferentes períodos da germinação. Sementes quiescentes, após a assepsia, foram postas para germinar a 25 °C, analisando-se as seguintes variáveis: porcentagem de germinação e tempos inicial, médio e final de germinação. A quantificação das reservas orgânicas foi monitorada nas sementes quiescentes e nos diferentes estágios de crescimento da radícula. A mobilização do amido foi monitorada mediante a atividade da enzima alfa-amilase. A germinação atingiu 87,5% com os tempos inicial, médio e final iguais a 16, 21 e 30 dias, respectivamente. A mobilização de óleos apresentou comportamento linear negativo, diminuindo 40% entre o primeiro e o último estágio analisado, enquanto o teor das proteínas aumentou 34,7% nos estágios iniciais de germinação. O conteúdo de amido (46,4%) foi o mais elevado entre os metabólitos estudados, e sua mobilização ocorreu de forma inversa à dos açúcares solúveis. A atividade da alfa-amilase foi mais intensa até o décimo quinto dia, período que antecedeu a emissão da radícula e que correspondeu à maior mobilização do amido. A alta porcentagem de germinação das sementes de pau-rosa pode estar associada às condições controladas na câmara de germinação, e à elevada mobilização das reservas da semente, especialmente óleos e amido.

This study aimed to characterize protein, oil, starch and soluble sugar mobilization as well as the activity of alpha-amylase during rosewood seed germination. Germination test was carried out at 25°C and the following parameters were analyzed: percentage of germination, initial, average, and final germination time. Seed reserve quantification was monitored in quiescent seeds and during different stages of radicle growth. Starch mobilization was studied in function of a-amylase activity. Germination reached 87.5% at the initial, average, and final time of 16, 21 and 30 days, respectively. Oil mobilization showed a negative linear behavior, decreasing 40% between the first and the last stage analyzed, whereas protein levels increased 34.7% during the initial period of germination. Starch content (46.4%) was the highest among those of the metabolites analyzed and starch mobilization occurred inversely to the observed for soluble sugars; alpha-amylase activity increased until the 15th day, a period before radicle emission and corresponding to the highest starch mobilization. The high percentage of rosewood seed germination may be related to the controlled condition used in the germination chamber as well as to high seed reserve mobilization, in special oil and starch.