Avaliação das enzimas lacase e protease na biodegradação de microcistina

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Elias, Andressa dos Santos
• Orientador(a): Haminiuk, Charles Windson Isidoro
• Banca de defesa: Haminiuk, Charles Windson Isidoro , Soares, Marlene , Pagioro, Thomaz Aurélio
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Cianobactéria; Cianotoxinas; Água - Purificação - Tratamento biológico; Enzimas de fungos; Biodegradação; Cyanobacteria; Cyanobacterial toxins; Water - Purification - Biological treatment; Fungal enzymes; Biodegradation
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31029

As cianobactérias são microrganismos capazes de liberar toxinas com diferentes graus de toxicidade (cianotoxinas) quando enfrentam situações de estresse abiótico. As microcistinas são cianotoxinas reconhecidamente produzidas por cianobactérias e podem ser encontradas em diferentes ambientes aquáticos, incluindo reservatórios de abastecimento público. A presença de microcistinas em reservatórios causa grande preocupação uma vez que as microcistinas são prejudiciais à saúde humana, tanto pela ingestão como por contato direto. No processo de tratamento de água, as microcistinas podem ser removidas tanto pelo uso de carvão ativado quanto por outros métodos como o POA (Processo Oxidativo Avançado). No entanto, ambos os métodos podem gerar resíduos adicionais, como carvão adsorvido de toxinas ou subprodutos do processo de degradação por POA. Nesse contexto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a aplicação de lacase e protease como métodos enzimáticos para biodegradação de microcistina. As enzimas utilizadas foram obtidas a partir do cultivo de três espécies fúngicas: Trametes villosa para a enzima lacase e Aspergillus brasiliensis e Trichoderma sp. Para a enzima protease. Como controle positivo foram utilizadas a enzima lacase comercial de Aspergillus sp e protease comercial Tripsina. As amostras de microcistinas foram obtidas pelo cultivo laboratorial de Microcystis aeruginosa, as quais foram submetidas ao ensaio enzimático de biodegradação e posterior quantificação por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). Avaliou-se também o efeito das enzimas no crescimento de Microcystis aeruginosa. A produção máxima de lacase bruta em cultivo semi-sólido com T. villosa foi de 3.929 U/L. Com relação à produção de proteases, observou-se uma atividade máxima de 53 U/mL em cultivo com Aspergillus brasiliensis e de 214 U/mL com Trichoderma sp. Os resultados de biodegradação demonstraram remoção máxima de 98,61% da concentração inicial de microcistina com a aplicação de lacase de T. villosa e 99,63% com protease comercial, em condições de agitação a 120 rpm e 37 °C por 2 h 30 min. Houve inibição do crescimento de M. aeruginosa com o uso do extrato bruto contendo a enzima lacase de T. villosa ao final de 15 dias de incubação em bancada na temperatura de 21 °C e 25 °C. Os resultados demonstram-se promissores quanto a utilização de enzimas fúngicas na biodegradação de microcistina e inibição do crescimento de cianobactérias, o qual proporciona base para estudos e aplicações futuras.