Biossensores contendo acetilcolinesterases de formigas cortadeiras para screening de potenciais inseticidas naturais

dc.contributor.advisor1Fernandes, João Batista
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2691336077459602por
dc.contributor.authorAraújo, Sean dos Santos
dc.contributor.authorlatteshttps://lattes.cnpq.br/7181896069596980por
dc.date.accessioned2025-01-13T15:42:38Z
dc.date.available2025-01-13T15:42:38Z
dc.date.issued2024-12-12
dc.description.abstractSome of the agricultural pests most responsible for damage and losses are leaf-cutting ants (genus Atta and Acromyrmex). This insect causes damage in agricultural and forestry areas, mainly in monocultures, such as Pinus, Eucalyptus, Gmelina and Citrus. The application of chemical compounds such as organophosphates and carbamates to control ants can have a negative impact on the environment and human health. Based on this, in the present work, two electrochemical biosensors based on acetylcholinesterases from leaf-cutting ants were developed to detect potential inhibitors from plant extracts. For the development of the biosensors, the electrodes were screen-printed on polyester foil using carbon and Ag/AgCl-based inks. The modification of the surface of the working electrode was necessary for the immobilization of the enzymes AChE A and AChE B by covalent bonding. The enzymatic activity was detected through the peak current corresponding to the product of the occurrence between AChEs and the substrate acetylthiocholine iodide (ATChI), thiocholine (TCh). After the studies to optimize the conditions for both biosensors, they presented enzymatic activity responses up to the thirteenth day after the immobilization of AChEs on the electrodes. The inhibition studies with organophosphate malathion reached detection limits of 9.1 nmol L-1 for AChE A and 4.7 nmol L-1 for AChE B. Thus, the extracts of Solanum lycocarpum and Ocotea sp. were applied for inhibition studies and provided different inhibitory activity profiles between themselves and for each enzyme. The extract of Solanum lycocarpum obtained 80% inhibition against AChE A, being a promising extract for future studies in the search for natural insecticides for leaf-cutting ants. The developed biosensors are a new tool for screening extracts with potent insecticidal activities.eng
dc.description.resumoAlgumas das pragas agrícolas mais significativas em danos e prejuízos são as formigas cortadeiras (gêneros Atta e Acromyrmex). Estes insetos causam danos em áreas agrícolas e silviculturais, principalmente em monoculturas, como Pinus, Eucalyptus, Gmelina e Citrus. A aplicação de compostos químicos como organofosforados e carbamatos para o controle das formigas podem ter impacto negativo no meio ambiente e na saúde humana. Com base nisto, no presente trabalho foram desenvolvidos dois biossensores eletroquímicos baseados em acetilcolinesterases de formigas cortadeiras para a indicação de potenciais inibidores oriundos de extratos vegetais. Para o desenvolvimento dos biossensores, eletrodos foram serigrafados em folha de poliéster utilizando tintas à base de carbono e Ag/AgCl. A modificação da superfície do eletrodo de trabalho foi necessária para a imobilização das enzimas AChE A e AChE B por ligação covalente. A atividade enzimática foi detectada através da corrente de pico anódico referente ao produto da reação entre as AChEs e o substrato iodeto de acetiltiocolina (ATChI), a tiocolina (TCh). Após os estudos de otimização das condições para ambos os biossensores, os mesmos apresentaram respostas de atividades enzimáticas até o décimo terceiro dia após a imobilização das AChEs nos eletrodos. Os estudos de inibição com o organofosforado malation alcançaram limites de detecção de 9,1 nmol L-1 para AChE A e 4,7 nmol L-1para AChE B. Desta forma, os extratos de Solanum lycocarpum e Ocotea sp foram aplicados para estudos de inibição e obtiveram perfis diferentes de atividade inibitória entre si e para cada enzima. O extrato de Solanum lycocarpum apresentou 80% de inibição frente a AChE A, sendo um extrato promissor para estudos futuros na busca de inseticidas naturais para formigas cortadeiras. Os biossensores desenvolvidos são uma nova ferramenta para a triagem de extratos com potencias atividades inseticidas.por
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.description.sponsorshipId88887.481281/2020-00por
dc.identifier.citationARAÚJO, Sean dos Santos. Biossensores contendo acetilcolinesterases de formigas cortadeiras para screening de potenciais inseticidas naturais. 2024. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21205.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21205
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQpor
dc.rightsAttribution-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/*
dc.subjectBiossensorespor
dc.subjectAcetilcolinesterasepor
dc.subjectFormigas cortadeiraspor
dc.subjectExtratos vegetaispor
dc.subjectBiosensoreng
dc.subjectAcetylcholinesteraseeng
dc.subjectLeaf-cutting antseng
dc.subjectPlant extractseng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA::ELETROANALITICApor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA::QUIMICA DOS PRODUTOS NATURAISpor
dc.titleBiossensores contendo acetilcolinesterases de formigas cortadeiras para screening de potenciais inseticidas naturaispor
dc.title.alternativeBiosensors containing acetylcholinesterases from leafcutting ant for screening potential natural insecticideseng
dc.typeTesepor

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