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Mecanismo de Ação: Inibição da Glutamina Sintetase
Confira o artigo sobre o mecanismo de ação dos inibidores da glutamina sintetase, escrito por Rubem Silvério de Oliveira Jr.
Até alguns anos atrás, o amônio glufosinate, único herbicida importante com este mecanismo de ação, era considerado apenas como um herbicida de amplo espectro, não seletivo. Com o surgimento da tecnologia Liberty Link, passou também a ser usado para controle de plantas daninhas em algumas culturas. Trata-se de um gene de resistência ao amônio glufosinate que foi introduzido em algumas variedades de algodão, canola, beterraba açucareira, soja e milho, estando em desenvolvimento também para a cultura do arroz, visando dar tolerância a estes materiais a aplicações em pós-emergência do amônio glufosinate. O gene que confere resistência ao glufosinate foi isolado de duas espécies de bactéria do gênero Streptomyces. Esta tecnologia tem sido utilizada como uma alternativa em nas áreas onde biotipos de plantas daninhas resistentes ao glyphosate têm surgido.
Uma outra novidade recentemente introduzida no mercado diz respeito à tecnologia de proteção contra insetos (Herculex*ITM; YieldgardTM), presente na própria planta, criada pela introdução do gene cry1F, proveniente de um microrganismo que ocorre naturalmente no solo, o Bacillus thuringiensis (Bt), o qual é responsável pela produção de uma proteína inseticida. Os híbridos de milho com esta característica apresentam também a tecnologia Liberty Link, que foi utilizada como marcador de seleção durante o processo de desenvolvimento do evento.
Este herbicida inibe a atividade da glutamina sintetase (GS), enzima que converte o glutamato e amônia em glutamina. A GS é a enzima inicial na rota que converte N inorgânico em compostos orgânicos. É uma enzima chave no metabolismo do nitrogênio uma vez que, além de assimilar amônia produzida pelo nitrito redutase, ela recicla amônia produzida por outros processos, incluindo a fotorrespiração e reações de deaminação (Figura 7).
A inibição da atividade da GS leva ao acúmulo rápido de altos níveis de amônia, o que, por sua vez, leva à destruição das células e inibe diretamente as reações dos fotossistemas I e II. Este acúmulo também reduz o gradiente de pH na membrana, o que pode desacoplar a fotofosforilação (Senseman, 2007).
O acúmulo de amônia causado pelo glufosinate é acompanhado pela paralisa ção da fotossíntese e disrupção da estrutura dos cloroplastos. Embora alguns pesquisadores tenham atribuído a inibição da fotossíntese em células tratadas com inibidores da GS aos efeitos da amônia sobre a fotossíntese, e sobre a fotofosforilação em particular, o que se acredita atualmente é que a depleção de glutamina causada pelo glufosinate é a causa primária da paralisação da fotossíntese. Outra possibilidade para explicar a paralização da fotossíntese é o acúmulo de glioxilato, um inibidor da RuBP carboxilase (Devine et al., 1993).
O glufosinate é considerado um herbicida não seletivo. Embora exista considerável variação entre espécies em relação à sensibilidade a este herbicida, a variação não ocorre em função de diferenças na GS (Ridley & McNally, 1985). Plantas transgênicas resistentes ao glufosinate têm sido produzidas por meio da tecnologia Liberty Link.
Grupo químico e herbicidas
Outro herbicida com este mesmo mecanismo de ação é o bialaphos (ácido fosfínico).
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DE OLIVEIRA, Rubem Silvério Júnior; CONSTANTIN, Jamil; INOUE, Miriam Hiroko. Biologia e Manejo de Plantas Daninhas. Curitiba – PR: Ommipax, 2011.