Caracterização bioquímica das ß-glucosidases do Scytalidium thermophilum

Autor(es)

Fabiana Fonseca Zanoelo

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Ribeirão Preto.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (PCARP/BC)
• Data de defesa: 2005-03-24

Membros da banca

Joao Atilio Jorge; Eleonora Cano Carmona; José Roberto Ernandes; Rubens Monti; João Martins Pizauro Júnior

• Orientador: Joao Atilio Jorge

Resumo

A celulose é a mais abundante fonte de carbono presente na madeira e nos resíduos agrícolas, e a sua hidrólise completa é realizada pela ação sinergística de diferentes enzimas, como: as endo-1,4-ß-D-glucanase, exo-1,4-ß-glucanase e ß-glucosidase ou celobiase. O presente trabalho descreve algumas propriedades fisiológicas e bioquímicas do sistema ß-glucosidásico do fungo termofílico Scytalidium thermophilum. Tal fungo foi isolado originalmente do solo da Índia e gentilmente cedido pelo Dr. G. Straastma (Holanda). O meio M8 favoreceu a produção das ß-glucosidases. Entre os açúcares testados como fonte de carbono, avicel e celobiose foram os melhores indutores das ß-glucosidases extracelular e micelial. Quando o fungo foi crescido em dois estágios, observou-se inicialmente a repressão da síntese por glicose e a indução por avicel ou celobiose. Utilizando-se ciclo-heximida, observou-se a síntese \"de novo\" das proteínas. A ß-glucosidase extracelular foi purificada utilizando-se um fracionamento protéico e uma coluna de troca-iônica DEAE-celulose, de onde foram obtidos duas atividades enzimáticas denominadas ß-glucosidases I e II. A ß-glucosidase I foi aplicada em coluna de troca iônica CM-celulose, enquanto que a ß-glucosidase II foi aplicada em Sephadex G-100. A ß-glucosidase I foi purificada 2 vezes com 4.0% de recuperação, ao passo que a ß-glucosidase II foi purificada 2,4 vezes com 2.0% de recuperação. A ß-glucosidase micelial foi purificada utilizando-se um choque térmico, fracionamento protéico, coluna de filtração Sephadex G-100 e uma coluna troca-iônica DEAE-celulose. Foi purificada 23 vezes com recuperação de 25%. A ß-glucosidases extracelular I e micelial apresentaram um temperatura ótima aparente de 70 e 60°C e um pH de 5.5 e 6.0, respectivamente. Ambas enzimas foram inibidas por Ag+2 e Hg+2. A ß-glucosidases extracelular I e micelial possuem um peso molecular de 40.7 kDa e 39kda (SDS-Page) e 57 kDa e 33,8 kda (Sephadex G-100), respectivamente. A ß-glucosidase extracelular I foi capaz de hidrolisar PNP-glu, PNP-xil, celobiose, xilana e CMC, enquanto que a ß-glucosidase micelial hidrolisou PNP-glu, PNP-fuc, PNP-xil, PNPgal, ONPG e lactose. Ambas enzimas foram ativadas por glicerol a 1M. A ß-glucosidase extracelular I foi ativada por xilose, frutose e lactose, e se mostrou resistente a glicose 50mM, enquanto que a ß-glucosidase micelial foi ativada por glicose e xilose. ß-glucosidases extracelular I e micelial apresentaram um PI de 4.0 e 6.5, respectivamente. Os parâmetros cinéticos estimados para a ß-glucosidase extracelular I foram de Km 4,33 e 0,342mM e Vmáx de 5,37 e 2,0µmoles/min/mg prot. para celobiose e PNP-glu, respectivamente. O valor de Ki (Constante de Inibição) foi de 71mM para glicose. Para a ß-glucosidase micelial, os valores de Km e Vmáx foram de 0,29mM e 13,27µmoles/min/mg prot; 0,5 mM e 7,25µmoles/min/mg prot e 1,61 mM e 4,12µmoles/min/mg prot para os substratos PNP-glu, PNP-fuc e celobiose, respectivamente. Na presença de glicose e xilose os valores de Km e Vmáx foram de 1,26mM e 40,04 µmoles/min/mg.prot, e 1,33mM, e 30,49 µmoles/min/mg prot, respectivamente para o PNP-glu. O valor de Ki (Constante de Inibição) foi de 1,32mM para celobiose. A análise dos produtos de hidrólise das ß-glucosidases extracelular I e micelial foram anlisadas em TLC, e revelaram que ambas enzimas realizam hidrólise quando celobiose foi utilizada a 10mM, e transglicosilação quando celobiose foi utilizada a 250mM. Os resultados aqui apresentados demonstram importante papel importante do Scytalidium como produtor de ß-glucosidase com potencial na sacarificação enzimática da celulose. (AU)

• Processo FAPESP: 01/09878-1 - Estudo das atividades beta-glicosidásicas produzidas pelo fungo termofílico Scytalidium thermophilum
• Beneficiário: Fabiana Fonseca Zanoelo
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado