ÁREA: Ambiental
TÍTULO: AVALIAÇÃO DA ATIVIDADE DAS ENZIMAS PEROXIDASE, MANGÂNES PEROXIDASE E LACASE DE FUNGOS COM POTENCIAL DE DEGRADAÇÃO DO INSETICIDA CARBOFURAN
AUTORES: Lira, R.K.S. (UEMA) ; Oliveira, R.B. (UEMA) ; Orlanda, J.F.F. (UEMA)
RESUMO: O carbofuran é um dos mais tóxicos pesticidas do grupo carbamato,largamente recomendo no uso de diversas pragas em diferentes culturas.Estudos de degradação no solo são essenciais para avaliação da persistência de pesticidas,e a ação dos microrganismos do solo sobre os inseticidas constitui-se em um mecanismo de maior importância.O presente trabalho teve como objetivo estudar a atividade enzimática de fungos com potencial degradação do inseticida carbofuran em amostras de solo.Os resultados mostraram que os fungos têm potencial para degradar o agrotóxico,sendo que a linhagem MA-03 apresentou o maior nível de produção da enzima manganês peroxidase(6,601 UL-1),considerada como a principal enzima degradadora do carbofuram entre todas as linhagens avaliadas neste trabalho.
PALAVRAS CHAVES: Enzimas; Carbofuran; Biodegradação
INTRODUÇÃO: Durante recentes anos o uso de inseticidas tem aumentado à preocupação ambiental, principalmente sobre sua poluição massiva do solo. Logo, a degradação microbiológica dos inseticidas é o principal mecanismo de decomposição e, desta forma, de redução da persistência dos inseticidas no solo(SOARES et al., 2011).O isolamento, caracterização e identificação de microrganismos com a habilidade em metabolizar matérias químicas potencialmente tóxicas é essencial para a biorremediação como medida mitigadora nos problemas decorrentes de uso irracional de agrotóxicos(TOMAZ, 2003).Estudos enzimáticos elaborados com base no uso de microrganismos pra degradar compostos químicos são descritos frequentemente na literatura, bem como a degradação total ou parcial de agrotóxicos por populações microbianas naturais presentes em solos.O sistema enzimático extracelular dos fungos, composto por enzimas como Peroxidade(P), Manganês Peroxidase (MnP),Lacase e outras peroxidases, catalisam reações que clivam grande número de compostos tóxicos, devido à alta inespécifidade apresentada por esse sistema.O Carbofuran(2,3-diidro-2,2-dimetil-7-benzofuranil-N-metil carbamato) é um inseticida (usado como um acaricida e nematicida) do grupo dos carbamatos, que apresenta curta persistência no ambiente e pequeno deslocamento para regiões adjacentes, sendo efetivo por contato, ingestão e por ação sistêmica(ILSI BRASIL,1995; SALAMA,1998).Carbofuran é um dos mais tóxicos pesticidas do grupo carbamato. A participação dos fungos na degradação do carbofuran é realizada por processos bioquímicos: transformam o agrotóxico em nutriente e fonte de energia. Assim, o presente trabalho teve como objetivo estudar a atividade enzimática de linhagens fúngicas com potencial de degradação do inseticida carbofuran.
MATERIAL E MÉTODOS: As linhagens fúngicas foram obtidas da Micoteca do Laboratório de Biotecnologia Ambiental(LABITEC)do CESI/UEMA.Foram utilizadas 10 linhagens fúngicas,identificadas com os seguintes espécies e códigos respectivamente:a)fungos do solo de mandioca:Aspergillus níger(MA-06);Aspergillus ochraceus(MA-02,MA-03,MA-04),Aspergillussp.,(MA-01)e Syncephalastrumsp.(MA-05);b)fungos solo de amendoim: Syncephalastrum sp.02S(AM-01);c)fungos do solo de milho:Aspergillussp.02A e 03A(MI-01, MI-03)e Aspergillus ochraceus(MI-03).Para análise da atividade enzimática, os fungos foram avaliados em meio de cultura Katayama modificado segundo SILVA et al.,(2004)suplementado com carbofuran na concentração de 10µg ml-1, incubadas a 28C por 14 dias. Após esse procedimento as linhagens fúngicas selecionadas foram cultivadas em meio de cultura líquido(SILVA et al.,2004)por 7 dias a 28º C.A seguir foram filtrados e utilizados para determinação das atividades enzimática peroxidase, manganês peroxidase e lacases.A quantificação das atividades enzimáticas foi determinada pela a equação:[(A/E)/R.t]106=U/L.Em que:A=Absorbância;E=Coeficiente de absorção molar;R=Quantidade de solução enzimática;t=Tempo da reação em minutos;U.L-1=mmol min-1.A atividade da enzima manganês peroxidase foi determinada avaliando-se a oxidação do vermelho de fenol(E610=4460 mol/cm) na presença de manganês e peróxido de hidrogênio.A enzima lacase foi determinada com utilização de siringaldazina, como substrato enzimático(E525=65000mol.cm-1).A enzima peroxidase foi determinada com utilização de siringaldazina,como substrato enzimático(E460=29400mol.cm-1).Com a diferenciação do crescimento enzimático de cada uma das enzimas analizadas,foi calculada a degradação do carbofuran em %.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Durante as análises foram isoladas e purificadas no total de dez linhagens de fungos filamentosos.Após o isolamento, as linhagens foram avaliadas quanto a sua capacidade de crescimento em meio BDA suplementado com o inseticida em varias concentrações.Nessa análise verificamos que as linhagens MA-01(Aspergillus sp.),MA-06 (Aspergillus níger), MI-01 (Aspergillus sp.) e MI-02 (Aspergillus ochraceus) foram as que apresentaram os melhores resultados de crescimento (40 mm de diâmetro) nos meios com carbofuran na concentração de 100 μg ml-1, após 72 horas de incubação. Segundo Moreira e Siqueira (2006), os estudos “in vitro” revelam que a maioria dos inseticidas, quando utilizados em altas concentrações são potencialmente tóxicos para os microrganismos.O complexo enzimático com capacidade de degradação de agroquímicos tem sido descrita como responsável pela redução de vários poluentes orgânicos no meio ambiente (SILVA et al.,2004). As linhagens fúngicas testado neste trabalho cresceram bem no meio de cultura liquido suplementado com o agroquímico. Apesar disso apresentaram padrões diferentes quanto à liberação de enzimas extracelulares, visto serem avaliadas no primeiro dia (T0), terceiro (T3) e após sete dias de crescimento (T7) como mostra a Tabela 01.A produção da MnP pela linhagem MA-03(Aspergillus ochraceus)pode ser considerada como a principal enzima degradadora do carbofuran entre todas as linhagens avaliadas neste trabalho. Isso mostra que esta enzima possui um exponencial não limitado aos resíduos de carbofuran, e mais, a MnP tem sido descrita nas ultima décadas, como possíveis substratos para derivados geoquímicos da lignina e poluentes orgânicos entre os quais xenobióticos persistentes.
TABELA 01
Tabela 01. Quantificação das enzimas degradadoras do carbofuran por linhagens fúngicas isoladas do solo de mandioca,amendoim e milho.
CONCLUSÕES: Embora o inseticida carbofuran seja altamente tóxico e composto por moléculas de difícil mineralização,os resultados obtidos no decorrer das análises indicaram que as espécies de fungos isoladas apresentaram características de degradação do inseticida,conseguindo em meio mínimo,manter o metabolismo celular e a transformação bioquímica da molécula alvo e de seus substratos em energia.Os fungos usados neste trabalho leva ao entendimento que os mesmos podem ser utilizados em processos de biorremediação do carbofuran,representando uma alternativa bastante atrativa e promissora para essa aplicação.
AGRADECIMENTOS: UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO(UEMA),CENTRO DE ESTDOS SUPERIORES DE IMPERATRIZ(CESI), LABORATÓRIO DE BIOTECNOLOGIA AMBIENTAL(LABTEC).
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ILSI BRASIL; Relação de substâncias para uso fitossanitário e domissanitário: Portarias do Ministério da Saúde. International Life Sciences Institute do Brasil, São Paulo, 1995; p 716.
MOREIRA, F.; SIRQUEIRA, J.O. Microbiologia e Bioquímica do Solo. 2 ed. Atual e ampl. Lavras: Editora UFLA, 2006.
SALAMA AK . Metabolism of Carbofuran by Aspegillus niger and Fusarium graminearum.J Environ Sci Saúde B. 1998.
SILVA, Célia Maria Maganhotto de Souza. Produção de enzimas ligninolíticas por fungos isolados desolos sob cultivo de arroz irrigado. p. 18, 2004.
SOARES, I.A.; FLORES, A.C.; MENDONÇA, M.M.; BARCELOS, R.P.; BARONI, S. Fungos na biorrediação de áreas degradadas. Arq. Inst. Bio., São Paulo, v.78, n.2, p. 341-350, abr./jun., 2011.
