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Desenvolvimento de processo de recuperação de aprotinina através de afinidade por quelato metalico

Autor(es):
Rosana Emi Tamagawa
Número total de Autores: 1
Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Química
Data de defesa:
Membros da banca:
Maria Helena Andrade Santana; Marco Giulietti
Orientador: Everson Alves Miranda
Resumo

Aprotinina é uma proteína presente em alguns órgãos bovinos (tais como pâncreas, fígado e pulmão). Devido sua propriedade de inibição de serino-proteases possui diversas aplicações, inclusive na área médica. O objetivo deste trabalho foi a recuperação de aprotinina a partir de efluente do processamento industrial de insulina bovina através da técnica IMAC ("Immobilized Metal Ion Affinity Chromatography"). Uma vez que a aprotinina não possui o requerimento básico para adsorção em matrizes IMAC (resíduos de histidina disponíveis na superfície da molécula) a estratégia deste trabalho baseou-se na formação do complexo do inibidor com tripsina. A primeira etapa do trabalho que consistiu no estudo da adsorção de complexo a partir de solução tampão mostrou a possibilidade do processo utilizando matriz IMAC sílica-EDA-Cu2+. A remoção de complexo a partir de solução tampão não foi influenciada pelo aumento do pH de 7,0 a 8,5. Entretanto, foi significantemente afetada pela força iônica com maiores capacidades de adsorção com o decréscimo da concentração de NaCl de 1,0 para 0,5 M. Capacidades de adsorção de até 20 miligramas de complexo por grama de matriz foram obtidas. A dessorção foi conduzida contactando-se a matriz contendo complexo adsorvido com tampão a baixo pH (2,1). A força iônica teve um efeito significativo nesta etapa: a eficiência de dessorção foi elevada de 40 a cerca de 100% com a adição de 1,0 M de NaCl no tampão de dessorção O segundo estágio deste trabalho foi o estudo da adsorção de complexo a partir do efluente industrial. Primeiramente, a verificação da adsorção de impurezas (proteínas do efluente) sugeriu baixa especificidade na adsorção do complexo devido intensa adsorção destas impurezas. Esta baixa especificidade foi confirmada com a adsorção de complexo a partir do efluente industrial. Alguma seletividade foi alcançada com a dessorção em duas etapas como verificado através de eletroforese SDS-PAGE: numa primeira etapa eluiu-se com tampão a pH baixo principalmente impurezas e nenhum complexo ao passo que, numa segunda etapa da dessorção, obteve-se eluição significativa de complexo com tampão a pH baixo na presença de NaCl a 1,0 M Aprotinin is a small protein present in some bovine organs (pancreas, liver and lung). It is a serine-protease inhibitor that has medical applications. The objective of this work was to recover aprotinin from industrial insulin production effluent by IMAC (Immobilized Metal Ion Affinity Chromatography). Since aprotinin does not have the basic requirements for adsorption onto IMAC matrices (available histidine residues on its surface), the approach used for its recovery was to exploit its complex formation with trypsin. The first stage of this work was the study of adsorption of the aprotinin-trypsin complex from buffer solutions. Stirred tank batch type experiments indicated that the complex could be adsorbed onto an IMAC matrix (silica-IDA-Cu2+). The increase of pH from 7.0 to 8.5 did not affect the uptake of complex from solution. However, adsorption capacity was significantly affected by ionic strength: higher capacity values were obtained as the ionic strength was decreased in the range from 1.0 to 0.5 M NaCl. Adsorption capacities as high as 20 milligram of complex per gram of matrix were achieved. Desorption was carried out by contacting the complex containing matrix with a low pH buffer (pH 2.1). The ionic strength had a strong effect in this step: the desorption efficiency increased from 40 to virtually 100% when 1 M of NaCl was added to the desorption buffer. The second stage of the work was complex adsorption out of the industrial effluent. First, evaluation of the adsorption of impurities (effluent proteins) suggested low specificity of complex adsorption due to intense adsorption of these impurities. This low specificity was confirmed with complex adsorption after spiking the effluent with stoichiometric amounts of trypsin and aprotinin Some selectivity was achieved with the desorption step as verified by SDS-PAGE: desorption with buffer at low pH eluted mainly impurities and no complex; addition of 1.0 M NaCl in a second desorption treatment allowed the elution of complex besides some impurities (AU)

Processo FAPESP: 97/00743-9 - Desenvolvimento de processo de recuperação de aprotinina para escala industrial através de afinidade por quelato metálico
Beneficiário:Rosana Emi Tamagawa
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Mestrado