A doença de Fabry (DF) é uma doença lisossômica com herança ligada ao cromossomo X, causada pela deficiência na enzima alfa-galactosidase A (GLA), gerando acúmulo progressivo de globotriaosilceramida no interior dos lisossomos. O diagnóstico bioquímico de DF é baseado na medida da atividade enzimática da GLA e pode ser difícil em alguns casos, devido à diversidade de fenótipos encontrados e à diferença existente entre indivíduos masculinos (hemizigotos) e femininos (heterozigotos). Tendo em vista a necessidade de aprimoramento das técnicas utilizadas para este diagnóstico, o objetivo deste estudo foi estabelecer e comparar as propriedades bioquímicas e cinéticas da GLA em amostras de sangue impregnado em papel filtro (SPF), plasma e leucócitos de pacientes com DF e indivíduos saudáveis, bem como avaliar o uso de Nacetilgalactosamina (GalNAc) como inibidor da alfa-galactosidase B em ensaios realizados para os mesmos fins. A atividade da GLA foi caracterizada e comparada em termos de: pH ótimo, Km, Vmáx e termoestabilidade. Foram realizados ensaios para medida da atividade da GLA utilizando diferentes concentrações de GalNAc em amostras de SPF, plasma e leucócitos de controles e pacientes com DF. Foi observada diferença entre a Vmáx da GLA de pacientes com DF e controles saudáveis utilizando amostras de SPF, plasma e leucócitos. Em leucócitos, a préincubação a 50 °C por 1 hora foi efetiva para diferenciar pacientes com DF de controles. Foi observada diferença entre a atividade da alfa-galactosidase na ausência e presença de GalNAc, em todas as concentrações testadas do inibidor, utilizando amostras de SPF de mulheres com DF e amostras de plasma de homens com DF. Em plasma, atividade residual de mulheres e homens saudáveis diferiu em ensaios utilizando 50 mM de GalNAc, e a atividade residual de homens com DF foi menor que a atividade de homens saudáveis, para todas as concentrações testadas do inibidor. Em leucócitos, não foi observada diferença na atividade em diferentes concentrações de GalNAc, nem entre os grupos estudados. Os resultados da comparação das propriedades bioquímicas e cinéticas da GLA podem ser usados como ferramenta auxiliar para o diagnóstico da DF, especialmente em casos de pacientes cuja atividade da GLA se encontra dentro dos limites considerados normais. A utilização de GalNAc pode diminuir os resultados falsonegativos, principalmente quando utilizado amostras de SPF e plasma. Em leucócitos, o uso do inibidor parece não ser necessário. / Fabry disease (FD) is a lysosomal disorder with X-linked inheritance, caused by a deficiency in the enzyme alpha-galactosidase A (GLA), resulting in progressive accumulation of globotriaosylceramide within lysosomes. The biochemical diagnosis of FD is based on the measurement of GLA enzymatic activity and can be difficult in some cases due to the diversity of phenotypes and the difference between male (hemizygous) and female (heterozygous) subjects. Given the need for improvements in the diagnosis techniques, the aim of this study was to establish and compare the GLA biochemical and kinetic properties using dried blood spots (DBS), plasma and leukocytes samples of FD patients and healthy individuals, as well as evaluating the use of N-acetylgalactosamine (GalNAc) as an inhibitor of alpha-galactosidase B in assays for the same purposes. The GLA activity was characterized and compared in terms of pH optimum, Km, Vmax and thermostability. Assays for measuring GLA activity using different concentrations of GalNAc in DBS, plasma and leukocytes samples of FD patients and controls were performed. A difference was observed between the Vmax of FD patients and controls using DBS, plasma and leukocyte samples. In leukocytes, pre-incubation at 50 °C for 60 min was effective to differentiate FD patients from healthy controls. It was observed a difference between alphagalactosidase activity in the absence and presence of GalNAc at all concentrations of inhibitor tested, using DBS samples of women with FD and plasma samples of men with DF. In plasma, the residual activity of male and female healthy subjects differed in assays using 50 mM GalNAc, and the residual activity of men with FD was lower than the activity of healthy men, for all concentrations of the inhibitor. In leukocytes, no difference in GLA activity was observed neither at different concentrations of GalNAc nor between groups. The results comparing the biochemical and kinetic properties of GLA can be used as an auxiliary method to the FD diagnosis, especially in cases of patients whose GLA activity is within normal range. The use of GalNAc can decrease the false-negative results, especially when DBS and plasma samples are used. In leukocytes, the use of the inhibitor seems not to be necessary.

The enzymatic hydrolysis of lactose by β-galactosidase plays an important role in the processing of dairy products, such as the production of milk containing low concentrations of lactose, the prevention of crystallization in dairy products, and the use of galactosyltransferase for synthesizing galacto-oligosaccharides. In this context, this work aims to study how Kluyveromyces strains can be used to produce β-galactosidase from an agro-industrial by-product such as whey. The species studied were K. marxianus (LAMI CE 025, CCA 510, ATCC 36907) and K. lactis(NRRL Y-1564 and Y-4087). This work also aims to investigate the immobilization of the enzyme onto chitosan and determine its properties such as the optimal operating pH and temperature, the thermal stability of the enzyme, the thermal desnaturation constant, the half-life and the kinetic parameters Km and Vmax using ONPG as substrate of the enzyme β-galactosidase from Kluyveromyces lactis strain NRRL Y1564. K. marxianus LAMI CE 025 and CCA 510 did not consume lactose of the complex medium. The other strains were studied for β-galactosidase production in whey. The maximum enzymatic activity of 3.7 U/mL was achieved by K. lactis NRRL Y-1564 after 12h of fermentation at 180 rpm and 30ÂC, being selected as a microorganism for β-galactosidase production. The optimal pH for soluble β-gal activity was found to be 6.5 while the optimal pH for immobilized β-gal activity was found to be 7.0, while the optimal operating temperatures were 50ÂC and 37ÂC, respectively. The soluble and immobilized enzyme showed similar deactivation profiles at 40ÂC. For more than 200 min, both biocatalysts showed the same stability, retaining approximately 50 % of their initial activities. However, However, the immobilized enzyme showed an increased stability (8 times) at 50ÂC. In the lactose hydrolysis at 37ÂC and pH 7.0 by soluble enzyme was observed a conversion of 58.68% using a enzymatic charge of 2.0 U and 17.57% to 0.5 U. The immobilized enzyme was reused for 10 cycles, showing a good operational stability by retaining more than 74% of its initial activity. The immobilized enzyme retained 100% of its initial activity when it was stored at 4ÂC and pH 7.0 for a period of 93 days. The soluble β-galactosidase lost 9.4% of its initial activity when it was stored at the same conditions. According to these results, an alternative culture medium prepared by using deproteinized whey supplemented with yeast extract was efficiently used for the production of β-galactosidase through the cultivation of Kluyveromyces strains. Chitosan activated with glutaraldehyde is a suitable alternative low cost support for β-galactosidase immobilization, providing the immobilized enzyme with higher thermal, operational and storage stabilities in comparison with the soluble enzyme. / A hidrÃlise enzimÃtica da lactose por β-galactosidase desempenha importante papel no processamento de produtos lÃcteos, sendo uma das aplicaÃÃes à obtenÃÃo de leite com lactose reduzida para o consumo por indivÃduos com intolerÃncia à lactose, produÃÃo de cÃpsulas de enzimas para tratamento e a prevenÃÃo da cristalizaÃÃo em produtos lÃcteos. Neste contexto, este trabalho foi desenvolvido visando a seleÃÃo de cepas de Kluyveromyces produtoras da enzima β-galactosidase usando um resÃduo agroindustrial, o soro de leite como meio de cultivo. Inicialmente, realizou-se a seleÃÃo de espÃcies de Kluyveromyces capazes de produzir β- galactosidase utilizando lactose como fonte de carbono, em meio complexo e posteriormente em soro de leite (50 g/L de lactose) desproteinado e suplementado com extrato de levedura (1 g/L). ApÃs definir a levedura que apresentava maior produÃÃo da enzima de interesse, estudou-se a produÃÃo e a viabilidade de imobilizÃ-la em quitosana. ApÃs, caracterizou-se a enzima solÃvel e imobilizada, consistindo na determinaÃÃo do pH e temperatura Ãtimos, estabilidade tÃrmica, estimativa dos parÃmetros termodinÃmicos e determinaÃÃo dos parÃmetros cinÃticos Km e VmÃx usando como substrato ONPG. As cepas de K. marxianus LAMI CE025 e CCA 510 nÃo consumiram lactose em meio complexo. As demais cepas foram avaliadas quanto à produÃÃo de β-galactosidase em soro de leite. A atividade mÃxima de 3,7 U/mL foi obtida por K. lactis NRRL Y-1564 apÃs 12 h de cultivo a 180 rpm e 30ÂC, sendo selecionada como micro-organismo para a produÃÃo da β-galactosidase. O pH Ãtimo para a enzima solÃvel e imobilizada foram 6,5 e 7,0, respectivamente, e temperatura Ãtima de 50 e 37ÂC para a β-galactosidase solÃvel e imobilizada, respectivamente. A enzima solÃvel e imobilizada mostrou perfis semelhantes de desactivaÃÃo a 40  C. Durante mais de 200 min, ambos os biocatalisadores mostrou a mesma estabilidade, retendo cerca de 50% da sua actividade inicial. Entretanto, a 50ÂC, a enzima imobilizada mostrou uma maior estabilidade tÃrmica, sendo 8 vezes mais estÃvel. Os parÃmetros cinÃticos Km e VmÃx foram 3,34 mM e 1,78 mM/min para a β-galactosidase solÃvel comparado com 3,68 mM e 3,38 mM.min para a enzima imobilizada. Na hidrÃlise de lactose utilizando a enzima solÃvel a 37ÂC e pH 7,0 foi verificada uma conversÃo de 30,77% da lactose para a carga de 2,0 U e 9,8% usando 0,5 U. ApÃs o 10 reciclo de uso, a enzima imobilizada reteve 74% da atividade inicial. A β-galactosidase imobilizada, estocada em tampÃo fosfato de potÃssio pH 7,0 a 4ÂC manteve 100% de sua atividade enzimÃtica inicial no perÃodo de 93 dias. A β-galactosidase solÃvel perdeu 9,4% de sua atividade inicial quando foi estocada nas mesmas condiÃÃes. De acordo com os resultados obtidos, o soro de leite mostrou-se uma fonte de carbono alternativa para produÃÃo de β-galactosidase de K. lactis NRRL Y1564 e a quitosana ativada com glutaraldeÃdo à um suporte alternativo adequado de baixo custo para imobilizaÃÃo da β-galactosidase, proporcionando a enzima imobilizada estabilidades tÃrmicas, operacional e de armazenamento comparado com a enzima solÃvel.

A doença de Fabry (DF) é uma doença lisossômica com herança ligada ao cromossomo X, causada pela deficiência na enzima alfa-galactosidase A (GLA), gerando acúmulo progressivo de globotriaosilceramida no interior dos lisossomos. O diagnóstico bioquímico de DF é baseado na medida da atividade enzimática da GLA e pode ser difícil em alguns casos, devido à diversidade de fenótipos encontrados e à diferença existente entre indivíduos masculinos (hemizigotos) e femininos (heterozigotos). Tendo em vista a necessidade de aprimoramento das técnicas utilizadas para este diagnóstico, o objetivo deste estudo foi estabelecer e comparar as propriedades bioquímicas e cinéticas da GLA em amostras de sangue impregnado em papel filtro (SPF), plasma e leucócitos de pacientes com DF e indivíduos saudáveis, bem como avaliar o uso de Nacetilgalactosamina (GalNAc) como inibidor da alfa-galactosidase B em ensaios realizados para os mesmos fins. A atividade da GLA foi caracterizada e comparada em termos de: pH ótimo, Km, Vmáx e termoestabilidade. Foram realizados ensaios para medida da atividade da GLA utilizando diferentes concentrações de GalNAc em amostras de SPF, plasma e leucócitos de controles e pacientes com DF. Foi observada diferença entre a Vmáx da GLA de pacientes com DF e controles saudáveis utilizando amostras de SPF, plasma e leucócitos. Em leucócitos, a préincubação a 50 °C por 1 hora foi efetiva para diferenciar pacientes com DF de controles. Foi observada diferença entre a atividade da alfa-galactosidase na ausência e presença de GalNAc, em todas as concentrações testadas do inibidor, utilizando amostras de SPF de mulheres com DF e amostras de plasma de homens com DF. Em plasma, atividade residual de mulheres e homens saudáveis diferiu em ensaios utilizando 50 mM de GalNAc, e a atividade residual de homens com DF foi menor que a atividade de homens saudáveis, para todas as concentrações testadas do inibidor. Em leucócitos, não foi observada diferença na atividade em diferentes concentrações de GalNAc, nem entre os grupos estudados. Os resultados da comparação das propriedades bioquímicas e cinéticas da GLA podem ser usados como ferramenta auxiliar para o diagnóstico da DF, especialmente em casos de pacientes cuja atividade da GLA se encontra dentro dos limites considerados normais. A utilização de GalNAc pode diminuir os resultados falsonegativos, principalmente quando utilizado amostras de SPF e plasma. Em leucócitos, o uso do inibidor parece não ser necessário. / Fabry disease (FD) is a lysosomal disorder with X-linked inheritance, caused by a deficiency in the enzyme alpha-galactosidase A (GLA), resulting in progressive accumulation of globotriaosylceramide within lysosomes. The biochemical diagnosis of FD is based on the measurement of GLA enzymatic activity and can be difficult in some cases due to the diversity of phenotypes and the difference between male (hemizygous) and female (heterozygous) subjects. Given the need for improvements in the diagnosis techniques, the aim of this study was to establish and compare the GLA biochemical and kinetic properties using dried blood spots (DBS), plasma and leukocytes samples of FD patients and healthy individuals, as well as evaluating the use of N-acetylgalactosamine (GalNAc) as an inhibitor of alpha-galactosidase B in assays for the same purposes. The GLA activity was characterized and compared in terms of pH optimum, Km, Vmax and thermostability. Assays for measuring GLA activity using different concentrations of GalNAc in DBS, plasma and leukocytes samples of FD patients and controls were performed. A difference was observed between the Vmax of FD patients and controls using DBS, plasma and leukocyte samples. In leukocytes, pre-incubation at 50 °C for 60 min was effective to differentiate FD patients from healthy controls. It was observed a difference between alphagalactosidase activity in the absence and presence of GalNAc at all concentrations of inhibitor tested, using DBS samples of women with FD and plasma samples of men with DF. In plasma, the residual activity of male and female healthy subjects differed in assays using 50 mM GalNAc, and the residual activity of men with FD was lower than the activity of healthy men, for all concentrations of the inhibitor. In leukocytes, no difference in GLA activity was observed neither at different concentrations of GalNAc nor between groups. The results comparing the biochemical and kinetic properties of GLA can be used as an auxiliary method to the FD diagnosis, especially in cases of patients whose GLA activity is within normal range. The use of GalNAc can decrease the false-negative results, especially when DBS and plasma samples are used. In leukocytes, the use of the inhibitor seems not to be necessary.

Este trabalho teve por objetivo estudar a produtividade do processo de produção de β-galactosidase de leveduras em biorreator utilizando soro de queijo como meio de cultura. Na primeira parte do estudo determinou-se a influência das velocidades de aeração e de agitação do biorreator na produção de β-galactosidase pela levedura Kluyveromyces marxianus. As condições de agitação e aeração testadas foram: 500rpm e 3L/min (condição I); 600rpm e 6L/min (condição II) e 700rpm e 9L/min (condição III). Os resultados mostraram que esta levedura, considerada Crabtree negativa, produz etanol, cuja concentração é maior nas condições de menor aeração. A produção de β-galactosidase mostrou-se dependente das velocidades de aeração, sendo menor na condição de maior aeração, e sendo que a maior produtividade da enzima foi atingida na condição intermediária de oxigenação (condição II). Após, estudou-se diferentes estratégias de alimentação objetivando culturas de alta concentração celular de K. marxianus em cultivos batelada alimentada. Foram testados dois perfis de alimentação (linear e exponencial), três tempos de alimentação (20, 25 e 35 horas) e três diferentes concentrações do meio de alimentação (soro de queijo concentrado duas, três ou quatro vezes). Os resultados mostraram que os cultivos em regime de batelada alimentada não geraram altas concentrações de biomassa. Contudo, a inserção contínua de lactose no meio de cultura induziu uma alta atividade específica de β-galactosidase, aumentando, conseqüentemente, a atividade volumétrica e a produtividade do processo. A melhor estratégia de alimentação, linear crescente durante 25 horas com soro de queijo três vezes concentrado, resultou em uma produtividade β-galactosidase de 291U/(L.h), 50% maior que a produtividade da cultura em batelada. Paralelamente a este estudo, construiu-se uma cepa recombinante de Saccharomyces cerevisiae produtora de β-galactosidase. A levedura S. cerevisiae W303 foi transformada com os plasmídeos integrativos LAC4 e LAC12, que codificam β-galactosidase e lactose-permease de Kluyveromyces lactis. A cepa transformante BLR030 foi escolhida entre as outras devido ao seu crescimento e produção de β-galactosidase. Um meio de cultura composto por soro de queijo desproteinizado suplementado por extrato de levedura (1%) e peptona (3%) foi escolhido, entre os meios testados, para os experimentos em biorreator. Foram realizados cultivos em regime de batelada e batelada alimentada com alimentação linear crescente durante 25 (FB25), 35 (FB35) e 50 (FB50) horas. Os cultivos FB35 e FB50 apresentaram as maiores atividades específicas da enzima (em torno de 1.800U/g) e também a maior produtividade de β-galactosidase (180U/(L.h)).

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:55:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5267_1.pdf: 3744071 bytes, checksum: 7b6206d71da118c5b5587baa7e4fac35 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A Kluyveromyces marxianus é uma levedura considerada não-convencional que produz 􀈕-galactosidase, enzima que hidrolisa a lactose em glicose e galactose, e que apresenta grande aplicabilidade industrial, sendo utilizada, principalmente, na redução do teor de lactose do leite e seus derivados destinados a pessoas portadoras de intolerância à lactose. A produção de biomassa e de 􀁅-galactosidase pela linhagem CBS 6556 de K. marxianus foi avaliada sob diferentes condições de cultivo. A atividade da enzima 􀁅- galactosidase não parece ser diretamente afetada pela taxa de oxigênio dissolvido, sendo mais importante a fonte de carbono utilizada. Em relação a fonte de nitrogênio, o aumento da atividade enzimática foi mais alta em meio contendo fosfato de amônia, a 34oC (4517,19 U/mg prot). Todavia, a velocidade específica de crescimento foi mais alta na temperatura de 30ºC nesta mesma fonte de nitrogênio (􀁐=40h-1). O coeficiente de partição da enzima 􀁅-galactosidase produzida em soro de queijo coalho foi avaliado em sistema bifásico aquoso (SBA) polietileno glicol(PEG)/Fosfato de potássio. A partição desta enzima foi afetado tanto pelo tamanho da cadeia do PEG quanto pela concentração dos componentes do sistema. O aumento da concentração do polímero (de 14% para 19,7%) demonstrou exercer grande influência na partição da enzima, resultando em inversão do coeficiente de partição (de K=0,008 para K=2,88) quando PEG 3350 foi utilizado para formar o SBA. A maior seletividade foi encontrada utilizando PEG 3350 (4,96); e a melhor recuperação da atividade enzimática foi obtida na fase superior do sistema PEG 8000/fosfato de potássio (76%).

Dissertação(mestrado)-Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos, Escola de Química e Alimentos, 2009. / Submitted by Caroline Silva (krol_bilhar@hotmail.com) on 2012-08-24T01:43:14Z No. of bitstreams: 1 dissertao andr martins ppgeca.pdf: 1405395 bytes, checksum: 309c9f124dcf2e398510cd960e12e556 (MD5) / Approved for entry into archive by Bruna Vieira(bruninha_vieira@ibest.com.br) on 2012-08-24T03:18:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertao andr martins ppgeca.pdf: 1405395 bytes, checksum: 309c9f124dcf2e398510cd960e12e556 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-08-24T03:18:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertao andr martins ppgeca.pdf: 1405395 bytes, checksum: 309c9f124dcf2e398510cd960e12e556 (MD5) Previous issue date: 2009 / Esse projeto desenvolveu um processo simultâneo de catálise e fermentação láctica visando obter um iogurte com características nutracêuticas. O objetivo principal foi avaliar a conversão da lactose e a síntese de galactooligossacarídeos (GOS) para um substrato específico, comparando biocatálises conduzidas simultaneamente à fermentação com os processos sem adição de enzima. A fermentação foi realizada a partir de cultura láctica liofilizada comercial contendo dois microrganismos probióticos, Bifidobacterium animalis e Lactobacillus acidophilus, associados aos microrganismos característicos do iogurte, Lactobacillus delbruekii subs. bulgaricus e Streptococcus salivarius subs. thermophilus. Foi utilizado um preparado enzimático contendo β- galactosidases obtidas de duas origens distintas: Kluyveromyces lactis e Aspergillus niger. Foram avaliados os efeitos das variações da concentração de lactose no substrato, da concentração de enzima e do tempo de adição da enzima em um planejamento experimental 23. As respostas foram o tempo de processo, a lactose final, a conversão da lactose, a densidade, a viscosidade, a sinérese e a concentração de GOS, comparando os processos enzimáticos e fermentativos simultâneos com a fermentação sem a adição de enzima. Os resultados indicaram um percentual de conversão da lactose entre 97,7 e 99,7% e uma produção de GOS nas condições de maior concentração inicial de lactose no substrato, menor concentração de enzima e maior tempo de defasagem na adição da enzima. Os efeitos sobre os parâmetros de textura foram negativos, indicando a necessidade de um acréscimo de agentes espessantes e estabilizantes nos bioprocessos simultâneos, quando do aumento da concentração de enzima. Observou-se, ainda, um impacto positivo no tempo de processamento quando da comparação entre os bioprocessos simultâneos e os processos de múltiplos estágios, na elaboração de fermentados lácticos com baixa concentração de lactose. / This project developed a simultaneous process of catalysis and lactic fermentation aiming to obtain a yogurt with nutraceuticals characteristics. The main objective was the conversion of lactose and the synthesis of galactooligosaccharides (GOS) for a specific substrate, comparing the biocatalysis conducted simultaneously to the fermentation with the processes without adding enzymes. Fermentation started with a commercial lactic lyophilized containing two probiotics microorganisms, Bifidobacterium animalis and Lactobacillus acidophilus, associated with microorganisms characteristics of yogurts, Lactobacillus delbruekii subs. bulgaricus and Streptococcus salivarius substhermophilus. It was used an enzymatic preparation containing β-galactosidases obtained from two distinct sources: Kluyveromyces lactis and Aspergillus niger. It were evaluated the effects of the variation of lactose concentration on the substrate, the enzyme concentration and the time of enzyme addition in an experimental design 23. The results were the process time, final lactose, lactose conversion, density, viscosity, sineresys and GOS concentration, comparing simultaneous enzymatic and fermentation processes with fermentation without the addition of enzymes. Results indicated a lactose conversion percentage between 97,7% and 99,7%, and a production of GOS in the condition of higher initial concentration of lactose in the substrate, lower enzyme concentration and more time of delayed in the addition of enzyme. The effects on texture parameters were negative, indicating the need for an increase of thickening agents and stabilizers in simultaneous bioprocesses when the increasing the enzyme concentration. It was also observed a positive impact on processing time when it was compared the simultaneous bioprocesses with the multiple stages processes in the elaboration of lactic fermented with low concentration of lactose.

Orientador: Cesar Costapinto Santana / Tese (doutorado) - Univesidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-28T14:24:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_JoseAntonioMarques_D.pdf: 4578484 bytes, checksum: 323128289403636eb3b02a79b3f58a97 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Nos últimos anos, a utilização das enzimas na indústria vem aumentando rapidamente,mas ainda existe um grande campo para a sua expansão.A 'beta¿-Galactosidase pode ser utilizada para a preparação de diversos produtos lácteos com baixo teor de lactose, tais como: leite para consumo, iogurtes, sorvetes, queijos, doce-de-Ieite, entre outros. Este trabalho de pesquisa envolveu a determinação experimental e modelagem matemática das características de transferência de massa para um sistema enzima adsorvente ('beta¿-Galactosidase de Scopulariopsis sp. e a resina aniônica Accell Plus QMA), com a análise do fator de concentração e de purificação da enzima e de sua respectiva atividade, quando submetidas às operações de adsorção e eluição em leitos fixos, e uma etapa final de purificação através de filtração em gel. A enzima 'beta¿-Galactosidase foi produzida através de cultivo em substrato sólido (farelo de trigo e água) utilizando-se o fungo Scopulariopsis sp. Verificou-se que polifenóis presentes no material impediam a adsorção da enzima na resina aniônica. Estudou-se o uso de operações de ultrafiltração, precipitação em acetona, e diálise, e também a combinação dessas operações, para remover polifenóis no preparo de soluções contendo a enzima. Verificou-se que todas essas operações combinadas removem polifénois, porém não na totalidade. Obteve-se isotermas de adsorção, curvas cinéticas em tanque agitado e curvas de ruptura, tanto de proteína como atividade da enzima ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: : In last years, enzyme utilization in industry has been increasing fast, but a large field still remains for it's complete expansion. Beta-Galactosidase may be used for preparations of different milky products containing lower lactose levels. The aim of this work was the experimental determination and mathematical modeling of mass transfer characteristics for an enzyme-adsorbent system (Beta-Galactosidase from Scopulariopsis sp. And the anionic resin Accell Plus QMA), including analysis of concentration factor and enzyme activity and purification, when submitted to adsorption operations and fixed-bed elution, and a final step involving purification from gel filtration. The Beta-Galactosidase enzyme was produced from solid substrate cultivation (wheat bran and water) of Scopulariopsis sp. It was verified that the presence of polyphenols into the material impeded enzyme adsorption on the anionic resin. It was studied the use of some operations, such as ultrafiltration, acetone precipitation, dialysis and the combination on them in arder to remove the polyphenols during the preparation of the solutions containing the enzyme. It was obtained adsorption isotherms, kinetic curves in stirred tank and breakthrough curves of protein as much as enzyme activity. The mathematical models applied to adsorption in stirred tank and chromatography columns were discretized by the orthogonal collocation method ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

The Actinomycetes, to which the Mycobacterium genus belongs contains many pathogens, such as Mycobacterium tuberculosis, which can cause tuberculosis, so it has become a focus area in modern molecular biology research. Mycobacteria contain many proteins and regulatory factors, including tRNA, ncRNA and sRNA, which can help bacteria better adapt to the environment. Among them, 6C RNA is a stem-loop non-coding RNA, widely found in mycobacteria. According to previous studies, it may be involved in the rapid growth of mycobacteria. We aimed to clone the 6C RNA promoter region into the pIGn plasmid carrying lacZ reporter gene and transform the construct into Mycobacterium marinum, a close relative of M. tuberculosis. Then we analyzed the β-galactosidase activity of the transformed strain under different stress conditions to study the change of 6C RNA expression. At the same time, we recorded the growth curve and analyze expression changes of 6C RNA in the exponential growth phase and stationary phase of the transformed strain. In addition, we tried to clone the 6C RNA overexpression vector and to study the changes of gene expression at different growth stages, which will help us to better understand the role of 6C RNA in M. marinum.

This research explores various immobilized enzyme support materials, including the novel nylon-6 fiber membrane (NFM), observing the increase of surface area and what effect that has on enzyme binding potential. This study also manipulates incubation and reaction conditions and observes what affect that has on activity and stability of β-galactosidase comparing various solid support materials and free enzyme. Nylon-6 fiber membranes were created using the process of electrospinning and were compared with other materials as solid support materials for enzyme binding. The other materials included polyvinylidene fluoride 5 kD nanofiltration dairy membranes, nylon-6 pellets, silica glass beads, and free—dissolved—enzyme. Scanning electron microscopy images exposed the nylon-6 fiber membrane’s large amount of surface area which coordinated with greater enzyme activity as compared to the relatively flatter surfaces of the other solid support materials. Enzyme activity was measured spectrophotometrically with the color-changing substrate ortho-Nitrophenyl-β-galactoside. NFM had greater maximum enzyme binding potential than the other solid supports. Across pH conditions ranging from 3.5 to 6.0., enzyme activity was maintained on the membrane immobilized samples whereas free enzyme did not maintain activity. Altering storage temperature (4, 22, and 50 °C) affected enzyme stability, the ability of the enzyme to maintain activity over time, of free and polyvinylidene fluoride membrane samples. However, nylon-6 fiber membrane samples maintained stability across the varying storage temperatures. Increasing the immobilization solution enzyme concentration above maximum enzyme binding capacity had no significant effect on enzyme stability for membrane immobilized samples. Although, both had lower mean stability than free enzyme by approximately 74% percent. With further development, β-galactosidase immobilized on nylon-6 fiber membranes, or other membranes, could be used in continuous processing in the dairy industry for a combination of filtration and lactose hydrolysis—creating products reduced in lactose and increased in sweetness with no “added sugars” requirement for a nutrition label and no enzyme listed as final product ingredient.

Salicylic acid, and to a lesser extent aspirin, have been shown to repress β-galactosidase synthesis in Escherichia coli. The repression is not due to decreased inducer uptake, nor does it result from competition with inducer for repressor. Dinitrophenol does not exert similar effects on β-galactosidase synthesis. Cyclic adenosine 31, 51-monophosphate partially relieves the repression. The extent or the relief by cyclic adenosine monophosphate seems to depend on the concentration of salicylic acid. This indicates there may be direct interaction between the actions of cyclic adenosine monophosphate and salicylic acid in E. coli cells.