Otimização da produção, caracterização enzimática e purificação de queratinases de fungos procedentes do solo, estocados na Micoteca URM

• Ano de defesa: 2011
• Autor(a) principal: SOUSA, Minelli Albuquerque
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco; UFPE; Brasil; Programa de Pos Graduacao em Biologia de Fungos
• Palavras-chave em Português: Fungos filamentosos; Enzimas proteolíticas; Biotecnologia
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/26636

Materiais queratinosos são insolúveis e resistentes à degradação por enzimas proteolíticas comuns, tornando-se importante o estudo de microrganismos produtores de queratinases para ser usado na indústria biotecnológica. O objetivo deste estudo foi selecionar fungos isolados do solo armazenados na Micoteca URM, para ser empregado na síntese de queratinases extracelular, caracterizar as cepas quanto a capacidade queratinolítica, efeito de diferentes substratos, da composição do meio e das condições de cultivo na produção de queratinase em cultivo submerso, otimizara aprodução, caracterizar e purificar a enzima. Para a determinação da capacidade de utilizar substratos queratinosos, 50 cepas fúngicas foram utilizadas. Elas foram cultivadas em fermentação submersa em meio contendo sais e penas durante 10 dias a 30 °C em agitador orbital a 120 rpm. Para avaliar a capacidade queratinolítica e o efeito de diferentes substratos na produção da queratinase foram utilizadas as seguintes cepas: Aspergillus sulphureus URM 5029, A. avenaceus URM5051, A. sclerotiorum URM5586 e Trichoderma aureoviride URM5574. Com a linhagem que apresentou a melhor produção e o melhor substrato, foi realizado estudos do efeito da composição do meio, condições de cultivo na produção da queratinase, otimização da produção, caracterização e purificação da enzima. Aspergillus sulphureus, Trichoderma aureoviride, Aspergillus avenaceus e A. sclerotiorum mostraram os melhores resultados com 7,35 U /ml, 7,2 U/ml, 6,7 U/ml e 6,05 U/ml de atividade queratinolítica, respectivamente. As espécies testadas se destacaram na colonização dos diferentes substratos queratinosos e o melhor substrato para a produção de queratinase foi a pena de frango. A produção de queratinase por A. sulphureus foi incrementada nas seguintes condições: 2 g/50 ml de pena de frango, 0,1 g/50 ml de NaNo₃, 0,001 g/50 ml de CaCl₂, pH 7,8, 35ºC, 160 rpm e 10⁶ esporos/ml em cultivo líquido submerso em 10 dias de incubação. A partir desses resultados foi realizado um planejamento fatorial completo 2⁴, para otimizar a produção da queartinase, e as melhores condições de produção foram: pH 8,0, 36 °C, 120 rpm, 2,5% (p/v) de penas de frango em 10 dias, com a máxima atividade de 10,06 U/ml, mostrando um aumento de 1,44 vezes. A queratinase de A. sulphureus apresentou melhor atividade em pH 10,0 e 35 ºC e é pouco inibida na presença de íons metais (Co²⁺, Mg²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Mn²⁺, Ca²⁺) e PMSF e fortemente inibida por EDTA, sugerindo ser uma metaloprotease. As melhores condições para purificação da queratinase de Aspergillus sulphureus, após análise estatística, foram: massa molecular do PEG, 8000; concentração do PEG, 20% e concentração de citrato 15%, apresentando aumento de pureza e recuperação queratinolítica de 25,04 e 184,9%, respectivamente. Com base nos resultados, concluímos que a preservação, sob óleo mineral é satisfatório para manter a viabilidade e a taxonomia das culturas por longos períodos de tempo e os microorganismos do solo podem ser uma interessante fonte de fungos produtores de queratinases. Além disso a capacidade da queratinase de A. sulphureus ser estável em uma ampla faixa de pH (6,5–9,0) e temperatura (25–60 °C) sugere o uso desta cepa em processos biotecnológicos industriais.