Obtenção de um biossurfactante recombinante em levedura - Aragão, Matheus Italo Bomfim (2023)
Emulsões são sistemas polifásicos formados pela mistura de líquidos imiscíveis, que geralmente apresentam interações intermoleculares repulsivas. Um dos principais desafios enfrentados pela indústria é preservar a estabilidade física das emulsões. A adição de moléculas capazes de reduzir a instabilidade dos sistemas emulsificados é uma estratégia para minimizar a tendência à separação de fases. Essas moléculas podem atuar de diferentes maneiras, como gerar repulsão entre as gotículas dispersas, aumentar a viscosidade da matriz contínua ou diminuir a tensão interfacial entre as fases imiscíveis. No caso em que ocorre a diminuição da tensão interfacial, as moléculas responsáveis por essa propriedade são denominadas surfactantes. De modo geral, os surfactantes possuem a capacidade de reduzir a tensão superficial da água de 72 para valores entre 50 e 35 mN/m através da diminuição da energia livre de superfície das partículas. Sob uma perspectiva industrial, os surfactantes têm uma relevância fundamental devido ao seu amplo uso na produção de detergentes, produtos têxteis, pigmentos, polímeros, fármacos, defensivos agrícolas e alimentos. No entanto, é importante considerar que, devido à sua origem derivada do petróleo, muitos surfactantes possuem alta toxicidade e apresentam uma degradação desafiadora no ambiente natural. A fim de encontrar surfactantes sustentáveis, renováveis e com menor toxicidade, nosso grupo de pesquisa investigou as propriedades tensoativas do extrato recombinante da levedura Komagataella phaffii, contendo a Proteína Associada a Grânulos de Azotobacter sp. FA8 (AzPhaP). A expressão foi realizada conciliado as técnicas de pressão seletiva por antibiótico, otimização do meio de indução e produção intra e extracelular do produto recombinante. A exportação da proteína azPhaP por meio das vias associadas ao peptídeo alfa revelou-se ineficaz. Nessas condições, foi observada uma retenção significativa da proteína recombinante dentro da célula, juntamente com uma redução acentuada no crescimento celular. O clone C6, transfectado com o plasmídeo para expressão intracelular, demonstrou uma produção destacada da proteína azPhaP em relação aos outros isolados avaliados. Sob condições de cultivo otimizadas, a expressão alcançou títulos de produção equivalentes a 4,4 mg/g. As emulsões de óleo e água, preparadas utilizando extratos celulares da levedura recombinante, apresentaram um índice de estabilidade significativamente maior em comparação com o grupo de controle. Em concentrações baixas, correspondentes a 0,170 mg/mL de azPhaP, quando combinadas com o extrato total, essas emulsões foram capazes de se estabelecer, sem evidentes indícios de separação ou quebra. A utilização dos extratos celulares recombinantes, demonstrou a capacidade de reduzir de forma acentuada a tensão superficial da água. Soluções contendo extrato proteico solúvel, com uma concentração de 10 mg/mL, correspondendo a 0,5 mg/mL de azPhaP, demonstraram uma média de tensão superficial de 46,425 mN/m. Por outro lado, soluções contendo 3% do extrato total (v/v), que continham concentrações equivalentes a 0,170 mg/mL de azPhaP, exibiram uma média de tensão superficial de 36,69 mN/m. Os resultados deste estudo sugerem que a incorporação de extratos celulares da levedura Komagataella phaffii, contendo a AzPhaP, pode ser uma estratégia promissora para o desenvolvimento de surfactantes mais eficazes, com potencial aplicação na indústria. Palavras-chave: Surfactantes. Leveduras. Proteínas.