Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, 2015. / Submitted by Patrícia Nunes da Silva (patricia@bce.unb.br) on 2016-01-15T14:22:33Z No. of bitstreams: 1 2015_CarolinaDaSilvaCaniellesCaprara_Parcial.pdf: 17043 bytes, checksum: aa3a4af2c2797df0cbf341b8e65abd48 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2016-01-15T14:23:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_CarolinaDaSilvaCaniellesCaprara_Parcial.pdf: 17043 bytes, checksum: aa3a4af2c2797df0cbf341b8e65abd48 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-15T14:23:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_CarolinaDaSilvaCaniellesCaprara_Parcial.pdf: 17043 bytes, checksum: aa3a4af2c2797df0cbf341b8e65abd48 (MD5) / Proteases constituem um dos grupos de enzimas industriais mais importantes, com participação na indústria de detergentes, couro, alimentos e medicamentos. A indústria de detergentes é uma grande consumidora de enzimas hidrolíticas. Novas metodologias que possibilitem a purificação de biomoléculas são de grande interesse para a indústria pelas suas potenciais aplicações. O objetivo principal deste trabalho foi produzir, purificar e caracterizar proteases extracelulares de Penicillium restrictum cultivado sob fermentação submersa. A cepa de Penicillium restrictum isolada do solo do Cerrado foi capaz de produzir proteases extracelulares após 7 dias de cultivo a 28°C e 150 rpm em meio contendo farelo de trigo. Após os 7 dias de cultivo o filtrado do meio fermentado foi submetido ao processo de ultrafiltração em membrana de 100 kDa e a fração ultrafiltrada foi adicionada ao SMDFA em diferentes condições, sendo avaliada a purificação através de um planejamento fatorial 2³ com três repetições no ponto central. Os resultados mostraram que o SMDFA foi eficaz na partição das proteases presentes na fração < 100 kDa para a fase pobre em micelas, apresentando um coeficiente de partição (k) menor que 1 para todos os sistemas testados. O sistema 3 apresentou 80 de balanço de massas e 138,24% de rendimento. Baseado nos valores de k e nos valores do balanço de massa e do rendimento, o sistema contendo 10% Triton X114, 10% de caldo e separado a 31°C foi escolhido para dar continuidade ao processo de purificação da enzima de interesse. A fração pobre em micelas, foi ultrafiltrada em membrana de 30 kDa e o fator de purificação desta fração foi igual a 10,4. A purificação parcial de duas proteases extracelulares foi confirmada por SDS-PAGE seguido de zimograma. As bandas com atividade proteolítica revelaram pesos moleculares de aproximadamente 19,2 e 30,5 kDa. As proteases parcialmente purificadas apresentaram atividade máxima em pH 8,0 e a temperatura ótima foi estimada em 55°C. A enzima foi levemente inibida por PMSF e bastante inibida pelos íons metálicos Fe e Zn e o íon metálico Mg+2 induziu um aumento da atividade enzimática. As enzimas parcialmente purificadas foram aplicadas junto a detergentes comerciais apresentando potencial para possível aplicação na indústria de detergentes. / Proteases are one of the largest groups of industrial enzymes, participating in the detergent industry, leather, food and medicine. The detergent industry is a large consumer of hydrolytic enzymes. New methodologies for the purification of biomolecules are of great interest to the industry for its potential applications. The aim of this work was to produce and purify extracellular proteases from Penicillium restrictum under submerged fermentation. The strain of Penicillium restrictum isolated from cerrado soil was able to produce extracellular protease after 7 days of cultivation at 28°C and 150 rpm in medium with wheat bran. After 7 days of fermentation, broth culture was submitted to ultrafiltration process through a membrane of 100 kDa. Ultrafiltered fraction was added to SMDFA under different conditions, purification being evaluated through a factorial design 2³ with three replications at center point. The results showed that the SMDFA was effective in partitioning of proteases present in the fraction <100 kDa poor phase micelles, with a partition coefficient (k) less than 1 for all tested systems. The system 3 showed 80 mass balance and 138.24% yield. These results being the best mass balance and the best performance. Based on the k values in the mass balance and income values, the system containing 10% Triton X-114, 10% of broth and separated at 31°C was chosen to continue the process of purification of the enzyme of interest. Micelles poor fraction was ultrafiltered through a membrane of 30 kDa and the purification factor of this fraction was equal to 10.4. The partial purification of two extracellular proteases was confirmed by SDS-PAGE followed by zymography. The proteolytic activity showed bands with molecular weights of approximately 19.2 and 30.5 kDa. The partially purified protease showed maximum activity at pH 8.0 and the optimum temperature was estimated at 55 ° C. The enzyme was slightly inhibited by PMSF and quite inhibited by metal ions Fe and Zn and the metal ion Mg+2 induced an increased enzyme activity. Partially purified enzymes were applied to commercial detergent Ypê Premium® where the detergent has potential for possible application in the detergent industry aiding the detergent in removing proteinaceous stains.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, 2014. / Submitted by Larissa Stefane Vieira Rodrigues (larissarodrigues@bce.unb.br) on 2015-02-06T13:03:02Z No. of bitstreams: 1 2014_KleberVânioGomesBarros.pdf: 1798973 bytes, checksum: d4bbf2bd5af07663a0994e98cdd68737 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-02-20T18:50:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_KleberVânioGomesBarros.pdf: 1798973 bytes, checksum: d4bbf2bd5af07663a0994e98cdd68737 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-20T18:50:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_KleberVânioGomesBarros.pdf: 1798973 bytes, checksum: d4bbf2bd5af07663a0994e98cdd68737 (MD5) / O desenvolvimento de metologias que permitam a purificação de biomoléculas de interesse industral é alvo de estudo devido sua importância comercial. Foi avaliada a purificação de proteases produzidas pelos fungos isolados do Cerrado, Penicillium fellutanum e Penicillium restrictum por extração líquido-líquido em sistema de duas fases aquosas (ATPS), composto por polietilenoglicol (PEG) e poliacrilato de sódio (NaPA). As duas fases no ATPS NaPA/PEG foram formadas através da mistura dos polímeros com um sal (NaCl) e caldo fermentado de P. fellutanum ou P. restrictum. Para os sistemas formados com o caldo fermentado de P. restrictum foram estudados o efeito da massa molar de PEG (2000, 4000 e 6000 g.mol-1), concentração de PEG (4, 6, 8 e 10% p/p), concentração de NaPA (4, 6, 8, 10, 15 e 20% p/p) e concentração do caldo fermentado (25, 35 e 45% p/p) na partição da enzima a 25 °C. Os valores do coeficiente de partição (K) obtidos variavam de 0,06 a 37,73, mostrando a versatilidade do método para a purificação da biomolécula sob investigação. Na maioria dos sistemas analisados conseguiu-se a partição da biomolécula de interesse para a fase oposta àquela das proteínas totais, proporcionando assim efetiva purificação da enzima. O maior K (partição preferencial na fase rica PEG) foi obtido usando-se: concentração de NaPA igual a 20% p/p, concentração de PEG 2000gmol-1 igual a 4% p/p e concentração de caldo fermentado igual a 45% p/p. Para grande número dos sistemas analisados foram obtidos elevados valores referentes ao balanço de massa (BM) indicando a estabilidade da enzima em relação aos componentes do sistema. Diversos sistemas analisados apresentaram elevados níveis de rendimentos (η) – alguns acima de 90%. Para os sistemas formados com o caldo fermentado de P. fellutanum foram analisados o efeito da massa molar de PEG (2000, 4000 e 6000 g.mol-1), a concentração de PEG (3, 6, 8 e 10 % p/p) e a concentração de NaPA (6, 8, e 10 % p/p) sobre o coeficiente de partição (K) a 25°C. Também foi analisada a influência da concentração de Na2SO4 (5, 10 e 15% p/p) na reextração da enzima. Os valores do coeficiente de partição K obtidos variaram de 1,21 até 77,51. A partição na fase superior foi maior em sistemas com maior concentração de NaPA, maior massa molar de PEG e menor concentração de PEG. Usando a estratégia de reextração foi possível direcionar a partição da protease para a fase oposta às demais proteínas, proporcionando assim uma etapa de prépurificação da biomolécula. Os resultados obtidos através dos APTS NaPA/PEG e posterior reextração com Na2SO4 demonstraram as potencialidades do método no processo de prépurificação de proteases a partir dos caldos fermentados de P. restrictum e P. fellutanum. ____________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The development of metologias allowing purification of biomolecules of industrial interest is target of study because of its commercial importance. The partition of proteases produced by fungi of the Brazilian Cerrado, Penicillium fellutanum and Penicillium restrictum, in aqueous two-phase system (ATPS) composed of polyethylene glycol (PEG) and sodium polyacrylate (NaPA) was evaluated. The two phases in ATPS NaPA/PEG were formed by mixing the polymers with a salt (NaCl) and fermented broth of P. fellutanum or P. restrictum. For those systems formed with fermented broth of P. restrictum were studied the effect of molecular size of PEG (2000, 4000 and 6000 g.mol-1), PEG concentration (4, 6, 8 and 10% w/w), concentration NaPA (4, 6, 8, 10, 15 and 20% w/w) and fermented broth concentration (25, 35 and 45% w/w) in partitioning of enzyme at 25°C. The values of partition coefficient (K) obtained varied from 0.064 to 37.73, showing the versatility of the method for the purification of the biomolecule under investigation. In most systems examined it was achieved the partition of biomolecule in the opposite phase to that of total proteins and thus provide effective enzyme purification. The highest K (preferential partitioning in PEG-rich phase) was obtained using: 20% w/w of NaPA concentration, 4% w/w of PEG 2000 g.mol-1 and 45% w/w of broth concentration. For large number of systems analyzed, high values of BM were obtained indicating the stability of the enzyme in relation to system components. Several systems analyzed showed high levels of yield (η) - some over 90%. For those systems formed with the fermented broth of P. fellutanum were analysed the effect of molecular size of PEG (2000, 4000 and 6000 g.mol-1), PEG concentration (3, 6, 8 and 10% w/w) and NaPA concentration (6, 8, and 10% w/w) over the partition coefficient (K) at 25°C. It was also analyzed the influence of Na2SO4 concentration (5, 10 and 15% w/w) in the re-extraction of the enzyme. The values of partition coefficient K obtained ranged from 1.21 to 77.51. The partition in the upper layer was greater in systems with higher NaPA concentration, higher PEG molecular weight and lower PEG concentration. By using the re-extraction strategy it was possible to partition the target protease to the opposite phase to the other proteins, thereby providing a pre-purification step of the biomolecule. The results obtained by ATPS NaPA/PEG/NaCl and subsequent re-extraction with Na2SO4 demonstrated the potential of this method in the pre-purification of proteases from the fermentation broth of P. restrictum and P. fellutanum.

Orientadores: Everson Alves Miranda, Adriano Rodrigues Azzoni / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-18T15:34:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bonturi_Nemailla_M.pdf: 2076232 bytes, checksum: e3f4e56f400891ab77fe029e0c1f0899 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O número de estudos em terapia gênica com vetores plasmídiais (pDNA) têm aumentado nestes últimos anos. Como resultado, a demanda para preparações de pDNA em conformidade com as recomendações das agências reguladoras (EMEA, FDA) também aumentou. O DNA plasmidial é frequentemente obtido através da fermentação de Escherichia coli transformada e purificada por uma série de operações unitárias, incluindo a cromatografia. Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um processo cromatográfico para a recuperação e purificação do pDNA superenovelado (sc pDNA) a partir do lisado neutralizado. Os ligantes fenil (hidrofóbico) e mercaptopirimidina (tiofílico) foram imobilizados em matrizes de agarose e celulose. A seletividade destes ligantes para com o sc pDNA foi determinada através de estudos de adsorção utilizando citrato de sódio 1,5 mol/L e fosfato de potássio 2,0 mol/L como tampões de adsorção. A cromatografia com o adsorvente fenil-agarose e o citrato de sódio 1,5 mol/L permitiu recuperar 58% do pDNA sem contaminação por gDNA, proteínas e endotoxinas, sendo uma alternativa potencial para a recuperação primária do sc pDNA. O resultado mais promissor foi obtido com a cromatografia com o adsorvente mercaptopirimidina-agarose e fosfato de potássio 2,0 mol/L como tampão de adsorção. Este sistema tampão de adsorção/adsorvente permitiu a obtenção de pDNA com 100% de pureza e dentro das recomendações das agências reguladoras no tocante à contaminação por RNA e endotoxinas. Assim, este trabalho lançou as bases para o desenvolvimento de dois métodos cromatográficos para a recuperação primária ou purificação de pDNA diretamente do lisado neutralizado, ambos potencialmente aplicáveis em larga escala / Abstract: The number of studies in gene therapy with plasmid vectors (pDNA) has witnessed an increase in the recent years. As result the demand for preparations of pDNA in compliance with recommendations of the regulatory agencies (EMEA, FDA) has also increased. Plasmid DNA is oftenly obtained through fermentation of transformed Escherichia coli and purified by a series of unit operations, including chromatography. This work aimed the development of a chromatographic process for the recovery and purification of supercolied pDNA (sc pDNA) directly from neutralized cell lysate. Phenyl (hydrophobic) and mercaptopyrimidine (thiophilic) molecules immobilized in agarose and cellulose matrices were the ligands used to capture the pDNA. Their selectivity towards sc pDNA was evaluated through adsorption studies using sodium citrate 1.5 mol/L and potassium phosphate 2.0 mol/L as the adsorption buffers. The chromatography with the adsorbent phenyl-agarose and sodium citrate 1.5 mol/L was able to recover 58% of sc pDNA without gDNA, proteins and endotoxins contamination, being an potential alternative for the primary recovery of sc pDNA. The most promising result was obtained with the chromatography with mercaptopyrimidine-agarose and potassium phosphate 2.0 mol/L adsorpition buffer. With the latter buffer/adsorbent system it was possible to obtain in a single step pDNA with 100% purity and within the recommendations of regulatory agencies with regard to contamination by RNA and endotoxins. Thus, this work laid the basis for the development of two chromatographic process for the recovery or purification of pDNA directly from the neutralized lysate, both potentially applicable in larger scale / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química