IMMOBILIZATION OF A PROTEASE FROM BACILLUS LICHENIFORMIS IN CHITOSAN BY COVALENT BONDING

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Detalhes
  • Tipo de apresentação: Pôster
  • Eixo temático: Bioquímica e Biotecnologia de Alimentos (BB)
  • Palavras chaves: immobilized protease; biochemical characterization; protein hydrolysis;

Autoras(es):

  • 1 Laboratory of Food Biochemistry, School of Food Engineering, University of Campinas
  • 2 Departamento de Ciência de Alimentos / Faculdade de Engenharia de Alimentos / Universidade Estadual de Campinas

IMMOBILIZATION OF A PROTEASE FROM BACILLUS LICHENIFORMIS IN CHITOSAN BY COVALENT BONDING

Enylson Xavier Ramalho

Laboratory of Food Biochemistry, School of Food Engineering, University of Campinas

Resumo

Enzymes are immobilized to enhance their stability by hardening their structure and allowing recycling by making them insoluble. One of the immobilization methods is the formation of a covalent bond between the enzyme and an inert support. Thus, in this work, a commercial alkaline protease from Bacillus licheniformis (Protezyn APP 3000) was immobilized by covalent bonding in modified chitosan and its application in protein hydrolysis was evaluated. For this, the supports (5% m/v chitosan, 2.5% m/v chitosan and 2.5% m/v chitosan mixed with 2.5% m/v alginate) were prepared by dissolving the polymers in acetic acid, coagulating in sodium hydroxide and modifying with glutaraldehyde and ethylenediamine. Enzyme immobilization was performed in different solutions and reaction times. The best conditions observed were: 5% (m/v) chitosan support modified with glutaraldehyde only; immobilization solution with the enzyme diluted in distilled water and immobilization time of 2 h. Under these conditions, the amount of immobilized enzyme was 70%, efficiency was 34%, effectiveness was 48% and stability factor at 60 °C was 2.4 in relation to the free enzyme. Biochemical characterization indicated that the immobilized enzyme maintained the optimal pH and temperature of the free enzyme (pH 9 and 60 °C), but the immobilization expanded this range of action, resulting in a wide range of activity in adjacent conditions. When reused, the immobilized enzyme retained 47% of its initial activity after three cycles. Although the free enzyme showed greater hydrolytic activity on casein, hemoglobin and soy protein, the immobilized enzyme also showed a high performance on these proteins (78%, 75% and 82% of activity relative to the free enzyme, respectively), in addition to have been more efficient than the free enzyme in the hydrolysis of gelatin. Therefore, the immobilization conducted proved to be promising in the stabilization of a commercial protease that could still be optimized.

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Enylson Xavier Ramalho

Olá, Rafael! A execução é um tanto trabalhosa, principalmente por ser necessário lavar e filtrar os suportes e as amostras de enzima imobilizada muitas vezes. Outro ponto crítico foi definir a concentração ideal de enzima a ser utilizada de modo a recuperar uma boa atividade sem haver desperdício.
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Enylson Xavier Ramalho

Olá, Dhayna! Obrigado! O grupo de pesquisa pretende sim otimizar o processo desenvolvido visando aumento de escala. Nesse contexto, todos os parâmetros apresentados devem ser otimizados: o carregamento de enzima no suporte, que deve ser o máximo possível para que não haja desperdício, a eficiência e a efetividade, devendo apresentar a máxima recuperação de atividade enzimática, além da estabilidade, no sentido da manutenção dessa atividade nas condições operacionais, que também devem ser otimizadas, ao longo do tempo e de sucessivos reusos. Tudo isso deve ser analisado com ótica na viabilidade econômica da aplicação em larga escala da enzima imobilizada em comparação a da enzima livre. Tal avaliação dirá se as vantagens do processo de imobilização compensa suas desvantagens.
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Enylson Xavier Ramalho

Aumentar a estabilidade de enzimas e possibilitar seu reuso pode resultar em economia de custos e optamos por trabalhar com protease, pois em comparação com outras enzimas, como a lipase, ainda não há tantos estudos de imobilização.
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Enylson Xavier Ramalho

Olá, Amanda! O grupo de pesquisa pretende sim otimizar o processo desenvolvido visando aumento de escala. Nesse contexto, todos os parâmetros apresentados devem ser otimizados: o carregamento de enzima no suporte, que deve ser o máximo possível para que não haja desperdício, a eficiência e a efetividade, devendo apresentar a máxima recuperação de atividade enzimática, além da estabilidade, no sentido da manutenção dessa atividade nas condições operacionais, que também devem ser otimizadas, ao longo do tempo e de sucessivos reusos. Tudo isso deve ser analisado com ótica na viabilidade econômica da aplicação em larga escala da enzima imobilizada em comparação a da enzima livre. Tal avaliação dirá se as vantagens do processo de imobilização compensa suas desvantagens.
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Enylson Xavier Ramalho

Muito obrigado! Para o aumento de escala do processo desenvolvido, primeiro é necessário otimizar todos os parâmetros: o carregamento de enzima no suporte, que deve ser o máximo possível para que não haja desperdício, a eficiência e a efetividade, devendo apresentar a máxima recuperação de atividade enzimática, além da estabilidade, no sentido da manutenção dessa atividade nas condições operacionais, que também devem ser otimizadas, ao longo do tempo e de sucessivos reusos. Tudo isso deve ser analisado com ótica na viabilidade econômica da aplicação em larga escala da enzima imobilizada em comparação a da enzima livre.
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Enylson Xavier Ramalho

Muito obrigado, Karen! Em relação a patente, ainda não decidimos à respeito.
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Enylson Xavier Ramalho

Nós optamos por trabalhar com uma protease, mas o protocolo desenvolvido pode ser aplicado a outras enzimas. Então, além da imobilização, há essa possibilidade de estudos futuros.