Produção e determinação das propriedades funcionais das amilases de Aspergillus niveus

Autor(es)

Tony Márcio da Silva

• 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: 2009-11-19

Membros da banca

Maria de Lourdes Teixeira de Moraes Polizeli; Hamilton Cabral; Benevides Costa Pessela João; Joao Atilio Jorge; Simone Aparecida Antoniazi Pereira

• Orientador: Maria de Lourdes Teixeira de Moraes Polizeli

Resumo

Este trabalho objetivou coletar e isolar fungos filamentosos de diferentes regiões do estado de São Paulo com potenciais para produção de enzimas amilolíticas com características físico-químicas desejáveis para aplicação industrial. Foram coletados 19 fungos nas três coletas realizadas e estes juntamente com outros cinco fungos, isolados anteriormente durante o projeto Biota/FAPESP, foram submetidos a uma seleção para a escolha do melhor produtor de amilases. Aspergillus niveus foi o que melhor produziu amilases nas condições avaliadas e foi tomado para dar continuidade ao trabalho. A etapa seguinte consistiu em avaliar as melhores condições de cultivo para a produção das amilases. Os maiores níveis de atividade enzimática foram detectados em meio Khanna, em cultivos estáticos, pH inicial 6,0, a 40°C, com 72 horas de crescimento. Milho moído, farinha de aveia, palha de arroz, maisena, amido solúvel, casca de mandioca, maltose, farelo de trigo, penetrose, amilopectina e rafinose foram as fontes de carbono que melhor induziram a síntese de amilases. Extratos enzimáticos de A. niveus obtidos sob condições ótimas de cultivo, foram submetidos a eluição em diferentes colunas cromatográficas (DEAE-Fragtogel e Sephacryl S-200) e três amilases foram purificadas (uma glucoamilase e 2 a-glucosidases- I e II), cujas massas moleculares determinadas por SDS-PAGE corresponderam à 77, 59 e 55 kDa. Os pontos isoelétricos e o conteúdo de carboidrato corresponderam respectivamente a de 3,8 e 15% para glucoamilase, 6,6 e 4% para a-glucosidase I e 6,8 e 29% para a- glucosidase II. O pH ótimo para atividade de glucoamilase foi de 5,0-5,5 e pH 6,0 para a atividade de a-glucosidase I e II. A temperatura ótima para as três enzimas foi de 65°C e as mesmas apresentaram boa estabilidade a 60 e 65°C. A glucoamilase apresentou alta afinidade para o amido, já a a-glucosidase I apresentou alta afinidade para amido, glicogênio e maltose. A maior eficiência catalítica foi verificada na presença de VII glicogênio, seguido de amido e maltose. A a-glucosidase II apresentou atividade sobre vários substratos e os valores de Kcat/Km obtidos mostraram maior preferência dessa enzima pelo glicogênio, seguido de amido, amilopectina, maltose e -NPG. A análise de Dicroísmo Circular demonstrou que as três amilases são ricas em a-hélices nas suas estruturas secundárias e o sequenciamento de aminoácidos revelou similaridade da glucoamilase de A. niveus com glucoamilases de A. terreus, A. niger, A. ficcum, A. awamori, A. kawachi e A. shirousami. O sequenciamento das a-glucosidases I e II revelaram homologia destas com a-glucosidase de A. fumigatus. Estudos do efeito de N-glicanas nas propriedades das enzimas foram avaliados mediante tratamento do meio de cultivo com tunicamicina. A glucoamilase e a a-glucosidase I perderam significativamente a especificidade pelo substrato, já a a-glucosidase II perdeu termoestabilidade com a remoção das N-glicanas. Glucoamilase e a-glucosidase II foram imobilizadas em suportes com interação iônica e por ligação covalente. Os suportes trocadores iônicos usados foram Glioxil-PEI, Glioxil-MANAE, DEAESephacel e Sepharose Q. Os suportes utilizados para interação covalente foram agarose ativada com brometo de cianogênio (BrCN) e Glioxil-Agarose, pH 10,5. A estabilidade apresentada com os derivados formados por ligações covalentes foi maior que aquela apresentada para os derivados formados a partir de ligações iônicas. O uso da trealose como aditivo aumentou significativamente a estabilidade de todos os derivados (AU)

• Processo FAPESP: 05/54133-5 - Bioprospecção em fungos filamentosos: estudo de alfa-amilase e glucoamilase em fungos isolados do solo, materiais em decomposição em decomposição e água termais
• Beneficiário: Tony Márcio da Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado