Karakterisering van trehalase uit Acyrthosiphon pisum met het oog op het ontwerpen van nieuwe insecticiden

Samenvatting

Bladluizen zijn belangrijke plagen in de landbouw. Ze veroorzaken directe schade aan planten en fungeren als vector voor fytopathogene virussen. Conventionele insecticiden worden op grote schaal gebruikt om ze te bestrijden, maar hun toxiciteit en werkzaamheid leveren problemen op voor het milieu, de menselijke gezondheid en het ontstaan van resistentie tegen deze middelen. Daarom zijn er nieuwe alternatieven nodig, zoals biologische bestrijding met roofdieren of parasitoïden. Deze methoden zijn echter niet altijd economisch levensvatbaar op grote schaal. Als onderdeel van dit proefschrift wordt een andere benadering onderzocht, waarbij nieuwe insecticiden worden ontwikkeld die zich richten op de biochemische functies van bladluizen.

Het project is gericht op het ontdekken van nieuwe remmers van trehalase, een enzym dat essentieel is voor het energiemetabolisme van insecten. Remming van dit enzym zou de vitale functies van insecten kunnen verstoren zonder gevolgen voor zoogdieren. Dit onderzoek werd in verschillende fasen uitgevoerd: de zuivering en volledige karakterisering van trehalase uit Acyrthosiphon pisum (het model voor deze studie), de in vivo, in vitro en in silico analyse van commerciële remmers op dit enzym, voordat werd overgegaan op de zoektocht naar nieuwe remmers. Twee aspecten van geïntegreerde insectenbestrijding werden onderzocht: biologische bestrijding en chemische bestrijding.

Aan de biologische kant werd een stam van Streptomyces bestudeerd die van nature trehalase-remmende metabolieten produceert, met name validamycine A, een molecuul dat in de literatuur wordt erkend als een van de beste remmers, maar dat niet toepasbaar is als insecticide. Andere moleculen lijken interessante eigenschappen te hebben, maar het is niet mogelijk gebleken om ze te isoleren en te karakteriseren.
De chemische kant heeft het mogelijk gemaakt om een farmacoforehypothese te creëren op basis van experimentele resultaten op moleculen die door virtueel screenen zijn verkregen. Hoewel deze moleculen in hun huidige vorm niet kunnen worden gebruikt als insecticiden, biedt deze hypothese een beter begrip van trehalaseremmers in het algemeen en kan ze worden gebruikt om toekomstige analyses te verfijnen.

Jury

  • Prof. Jean-Yves MATROULE (UNamur), voorzitter
  • Dr. Catherine MICHAUX (UNamur), promotor en secretaris
  • Prof. Frédéric FRANCIS (ULiège), co-promotor
  • Prof. André MATAGNE (ULiège)
  • Dr. Rudy CAPARROS (ULiège)
  • Dr. Morgan HANS (Biocidal)