rotas metabÓlicas e os mecanismos de aÇÃo dos …

ROTAS METABÓLICAS E OS MECANISMOS DE AÇÃO DOS

HERBICIDAS

Eng° Agr° Dr. Leandro Vargas

INTRODUÇÃO

O que são herbicidas

Uso e importância

Evolução dos herbicidas

Seletividade

Tolerância

Resistência (tipos e mecanismos)

Toxicidade para humanos e animais

Herbicidas podem causar a morte de

plantas interferindo em:

Processos fisiológicos:- Divisão celular- Desenvolvimento dos tecidos

- Formação de clorofila e cloroplastos

Processos bioquímicos:

- Fotossíntese

- Respiração e transporte de elétrons

- Metabolismo do ácido nuclêico e síntese de proteínas

- Síntese de lipídios

- Absorção de água e nutrientes

- Atividade enzimática

MECANISMOS DE AÇÃO DOS HERBICIDAS

VACUOLO

Cp

1. Fotossistemas2. Biossíntese de clorofila3. Síntese de caroteno4. Peroxidação induzida pela luz

5. Metabolismo do NH46. Biossíntese de

aminoácidos

Biossíntese celulose

M

Herbicidas auxínicos

RNA

NUMt

Interferem com aformação de microtúbulos

Destruidoresde membrana

Pl

Formaçãode ác. graxos

Ex: Inibição Atividade Enzimática

Enzima = C

Herbicida

A

B

+

Inibição Atividade Enzimática(Representativo)

A

B

+ Enzima

A

B

= CEnzima

Herbicida

ACCas

e

(Inib. de

ACCase)

Lipídios

DNA/RNA e bases nitrogenadas

Bases nitrogenadas e aminoácidos

Síntese proteínas

Inibição Atividade Enzimática(Representativo)

Treonina

-cetobutirato

-aceto- -hidroxi butirato

- -dihidroxi- -metilvalerato

ISOLEUCINA

Piruvato

-acetolactato

VALINA

LEUCINA

ALS

Piruvato

Mecanismo de ação dosinibidores da ALS

Treonina

-cetobutirato

-aceto- -hidroxi butirato

- -dihidroxi- -metilvalerato

ISOLEUCINA

Piruvato

-acetolactato

VALINA

LEUCINA

ALS

Piruvato

Mecanismo de ação dosinibidores da ALS

HERBICIDAS

INIBIDORES

ALS

EFEITOS NAS PLANTAS

Inibição síntese: valina, leucina e isoleucina

Inibição do metabolismo (Imediato)

Afeta o balanço hormonal

Síntese de RNA

Paralisa o crescimento

Clorose

Morte lenta

Ex. Ally, Chloimuron, Imazethapyr, Hussar, Spider....

Mecanismos de resistência

Mutação na enzima ALS (Aas 122, 197,205, 574 ou 653);

Metabolização (culturas e PD).

Mecanismo de ação dos inibidores da EPSPs

glicose

PEP

E4P

+ DAH7P Shiquimato+ PEP

EPSP

enzimaEPSPs

corismatofenilalaninatirosina

triptofano

(aminoácidosaromáticos)

EFEITOS NAS PLANTAS

Inibição síntese: fenilalanina, tirosina e triptofano

Inibição do metabolismo (imediato)

Afeta síntese de lignina


Clorose

Morte lenta

Ex. glifosato


Mutação na enzima EPSPs;

Absorção;

Translocação;

Metabolização;

Compartimentalização;

Culturas RR

Mecanismo de ação dos inibidores da ACCase

EFEITOS NAS PLANTAS

Inibição da síntese de lipídios


Clorose (pontos de crescimento)

Morte lenta

Ex. graminicidas (Poast, Select, Verdict...)


Mutação na enzima ACCase (isoleucina por

leucina posição 1781 da enzima);

Diferentes níveis de resistência aos APP x CHD;

Metabolização

- Cit P450 monoxigenase responsável em L. rigidum

resistência ALS, FSII e ACCase.

Com Herbicida

Cloroplasto

Glutamato CLOROFILA

PROTOX

Aminole- porfibili- protoporfiri- protoporfiri-vulinato nogen nogen IX na IX

Mg

fitol

1o. pirrol

A

CITOPLASMAprotoporfiri-na IX .

destruição de peroxidação O2

membranas de lipídios

B

Inibidores da PROTOX

EFEITOS NAS PLANTAS

Ocorrência de radicais livres

Rompimento de membranas

Pontos necrosados nos tecidos


Necrose

Morte rápida

Ex. Cobra, Flex, Boral...


Metabolização

- Cit P450 monoxigenase

- Conjugação com glutathiona

Testar com organofosforados (inibem metabolismo)

Outros – adaptação, menos protoporfirinogênio, absorção,

translocação......

carotenos

2(acetil-CoA)

acetoacetil-CoA

mevalonato (MVA)

isopentenil pirofosfato

dimetilalilpirofosfato(DMAPP)

fitoeno

PDS

fitoflueno

4-hidroxifenilpiruvato

homogentisate

quinonas

fotossíntese

diterpenos

fitol

clorofila

clomazone

norflurazon

isoxaflutole HPPD

Inibidores de pigmentos

EFEITOS NAS PLANTAS

Inibição da síntese de clorofila

Inibição da síntese de caroteno

Albinismo


Necrose

Morte

Ex. Callisto, Gamit....


Mutação na fitoeno desaturase

Metabolização




HERBICIDAS E A FOTOSSÍNTESE

FSII – Triazinas: Atrazine, Cyanazine, Metribuzin, Simazine, Ametrina.

Uréias: Diuron, linuron....

FSI – Bipiridílios: Reglone, Gramoxone e Gramocil (Paraquat + Diuron).

H2O

P680

P680*

QA

QB

P700

P700*

Energia

Ferredoxina**

FS 1

FS 2

NADP+

NADPH

ATP

Luz

D1

Herbicidas inibidores do fotossistema II

interior do cloroplastopH=7,0

exterior do cloroplastopH = 5,0

H2O 4e- + O2 + 4H+

luz solarQA

FSII

P680

QB

Cit.FSI

P710

NADP + H+ NADPH

ADP + Pi ATP

luz solar

H+

H+

H+

D1

Herbicidas inibidores do fotossistema II

exterior do cloroplastopH = 5,0

interior do cloroplastopH=7,0

H2O 4e- + O2 + 4H+

luz solarQA

FSII

P680

Cit.FSI

P710

NADP + H+ NADPH

ADP + Pi ATP

luz solar

H+

H+

H+

D1QB

EFEITOS NAS PLANTAS

Inibição do fluxo de elétrons (Qa-Qb) lig D1

Paralisação da fotossíntese




Necrose (da borda para o centro da folha)

Morte rápida


Mutação na D1 (serina por glicina posição 264)

Metabolização




Inibidores do Fotossistema I (FSI)

2H2O 4e- + O2 + 4H+

interior cloroplasto

exterior cloroplasto

luz solar

QA

FSII

P680

NADPH + H+ NADPH2

ADP + Pi ATP

QB

Cit.

8H+

FSI

P710

luz solar

Fd Paraquate-

.O2

O2H2O2

H+ + H2O

Destruiçãodas membranas

Paraquat+

e-Paraquat++

N N+ ClCl

.

N+ N+ ClCl

.

EFEITOS NAS PLANTAS



Pontos necrosados nos tecidos


Necrose

Morte rápida (2 dias)

Herbicida não seletivo

Herbicidas inibidores do FSII aumentam a ação dos inibidores do FSI


Armazenamento no vacuolo

Metabolização (Enzimas protetivas)

- Superoxide dismutase;

- Ascorbate peroxidase, ;

- Glutathione;

- Reductase;

- Dehydroascorbate reductase;

-Catalase e peroxidase

MIMETIZADORES DE AUXINA

2,4-D

Outros

EFEITOS NAS PLANTAS

Aumento da síntese de DNA e RNA

Aumento da síntese de proteínas

Epinastia

Bloqueio do floema

Morte


Alteração nos receptores de auxinas

Metabolização

- Ligação com proteínas;

- Conjugação

HERBICIDAS E A DIVISÃO CELULAR

Se

m o

herb

icid

aC

om

o h

erb

icid

a

EFEITOS NAS PLANTAS

Multiplicação de células anormais


Morte


Ateração do local de ação

- Treonina 239 por isoleucina

RESISTÊNCIA DE PLANTAS DA HERBICIDAS

Modelo de inibição da proteína QB(Planta suscetível)

QA

e-

QB

e-

Cytocromo

Plastoquinona

e-

e-sem o herbicida

QA

e-

QBCytocromo

Plastoquinona

com o herbicida

H

Modelo de inibição da proteína QB(Planta resistente)

QA

e-

QB Cytocromo

Plastoquinona

Planta resistente com ou sem o herbicida H

e-

e-

e-

PERGUNTAS?

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