Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-12-07Bitstream added on 2014-06-13T18:44:32Z : No. of bitstreams: 1 leite_rsr_dr_rcla.pdf: 371019 bytes, checksum: 830cbb582aca2919cbcad799c2e9420b (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste trabalho as ß-glicosidases produzidas pelos microrganismos Thermoascus aurantiacus e Aureobasidium pullulans foram purificadas, caracterizadas termodinamicamente, físico-quimicamente e aplicadas em terpenos e isoflavonas. O processo de purificação da enzima do T. aurantiacus apresentou rendimento final de 63,6% e fator de purificação de 46,3 vezes. Após a purificação da enzima do A. pullulans, esta apresentou fator de purificação de 35,5 vezes e rendimento de 19%. A ß-glicosidase do T. aurantiacus apresentou atividade ótima em pH 4,5 a temperatura de 75ºC. Esta manteve-se estável na faixa de pH 4,5 a 6,5 e reteve sua atividade original após 1 hora a 70ºC. A enzima purificada do A. pullulans apresentou maior atividade catalítica nos valores de pH 4,0-4,5 a temperatura de 80ºC. A mesma foi estável em ampla faixa de pH 4,0 a 9,5, e, reteve sua atividade original após 1 hora a 75ºC. A maior termoestabilidade, da enzima produzida pelo microrganismo mesofílico, A. pullulans, foi comprovada pela análise dos parâmetros termodinâmicos. A ß-glicosidase do T. aurantiacus apresentou valores menores de t(1/2), ∆G, ∆H e Ea em todas as temperaturas analisadas. As duas enzimas foram fortemente inibidas por Hg+2 e Ag+, sugerindo que o grupo tiol (SH) é essencial para atividade das mesmas. O pNPßG foi utilizado para a determinação dos parâmetros cinéticos, os valores de Km e Vmax obtidos foram 0,53 mM e 590,8 μmol/ min/mg de proteína para a enzima do T. aurantiacus, e, 0,93 mM e 29,9 μmol/ min/mg de proteína para a enzima do A. pullulans. A presença de etanol no meio de reação ativou a ß-glicosidase do T. aurantiacus, indicando atividade glicosil transferase, o mesmo não foi observado para enzima do A. pullulans. As duas ß-glicosidases atuaram em diferentes substratos glicosídicos, inclusive sobre terpenos e isoflavonas, o que confirma a ampla especificidade das enzimas. / In this work, ß-glucosidases produced by the microorganisms Thermoascus aurantiacus and Aureobasidium pullulans were purified, thermodynamically and physical-chemically characterized and applied on terpenes and isoflavones. Purification process of the enzyme from T. aurantiacus exhibited final yield of 63.6% and purification factor of 46.3 -fold. Purification process of the enzyme from A. pullulans resulted in 19% yield and purification factor of 35.5-fold. ßglucosidase from T. aurantiacus exhibited optimum activity at pH 4.5 and at temperature of 75ºC. It remained stable at pH range of 4.5 to 6.5 and maintained its original activity after 1 hour at 70ºC. Purified enzyme from A. pullulans exhibited a higher catalytic activity in pH values of 4.0-4.5 at an optimum temperature of 80ºC. It was stable over a wide pH range, from 4.0 to 9.5, and, maintained its original activity after 1 hour at 75ºC. The higher thermal stability of the enzyme produced by the mesophilic microorganism, A. pullulans, was confirmed by analysis of the thermodynamic parameters. ß-glucosidase from T. aurantiacus exhibited lower values for t(1/2), ∆G, ∆H and Ea in all temperatures tested. Both enzymes were strongly inhibited by Hg+2 and Ag+, suggesting that a thiol group (SH) is essential for their activities. pNPßG was used for the kinetic parameters determination and the values for Km and Vmax were 0.53 mM and 590.8 μmol/ min/mg of protein for the enzyme from T. aurantiacus, and, 0.93 mM and 29.9 μmol/ min/mg of protein for the enzyme from A. pullulans. The presence of ethanol in the reaction mixture activated the ß-glucosidase from T. aurantiacus, indicating glucosil transferase activity, which was not observed for the enzyme from A. pullulans. Both ß-glucosidases exhibited activity on different glucosidic substrates, including terpenes and isoflavones, confirming the broad specificity of the enzymes.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-07-02Bitstream added on 2014-06-13T19:43:44Z : No. of bitstreams: 1 martin_m_dr_rcla.pdf: 1037055 bytes, checksum: 944c98ccfd999b71ae555ffe401d2e45 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Organismos termofílicos produzem enzimas que, em geral, são mais termoestáveis que aquelas produzidas por mesofílicos. Além disso, essas enzimas geralmente apresentam várias características importantes sob o ponto de vista de aplicação industrial, como estabilidade em ampla faixa de pH e maior tolerância a solventes e outros desnaturantes proteicos. O tipo de processo fermentativo usado também pode influênciar a produção e as propriedades das enzimas obtidas. Foram isoladas várias cepas fúngicas termofílicas e pectinolíticas e entre elas, o fungo termofílico Thermomucor indicae-seudaticae N31 foi o que apresentou maior potencial de produção de poligalacturonase (PG) usando meios a base de resíduos agro-industriais. Em fermentação em estado sólido (FES) usando como meio de cultura uma mistura de farelo de trigo e bagaço de laranja (1:1) a 70% de umidade, o fungo produziu 14 U/mL em 48 horas e em fermentação submersa (FSm) com 1% farelo de trigo e 1% bagaço de laranja como substrato foram obtidas 13 U/mL em 96 horas de fermentação. A PG presente na solução enzimática bruta obtida de FSm foi mais termoestável do que aquela de FSS e mais estável em ampla faixa de pH. As exo-PGs produzidas em FSm e FSS foram purificadas até homegeneidade, com um fator de purificação de 8 e 2,5 vezes e um rendimento de 27,7% e 15,5% para FSm e FSS, respectivamente. A PG da FSm apresentou um massa molar de 38,9 kDa e a de FSS 37,1, kDa. O pH e temperatura ótimos foram de 5,5 e 4,5-5,0 e 55° e 60°C, para enzimas de FSm e FES, repectivamente. Ambas as PGs mostraram perfil de exo-PG, liberando ácido galacturônico por hidrólise de pectina com baixo grau de esterificação (DE). O km foi 590,9 e 661,6 e o Vmax de 4 e 4,9 umol min-1mg-1, para PG de FSm e FES, respectivamente. A termoestabilidade foi comprovada pela análise dos... / Thermophilic organisms produce enzymes that, in general, are more thermostable than the ones produced by mesophilic. Moreover, these enzymes generally exhibit many important characteristics under the perspective of industrial application, such as stability in a wide range of pH and more tolerance to solvents and other protein denaturating substances. The type of fermentative process can also influence the production and properties of the enzymes obtained. Numerous strains of thermophilic and pectinolytic fungi were isolated and among them, the Thermomucor indicae-seudaticae N31 was the one that presented the highest potential for polygalacturonase (PG) production using media containing agro industrial residues. In solid state fermentation (SSF) using a mixture of wheat bran and orange bagasse (1:1) as substrate, at 70% moisture, the fungus produced 14 U/mL in 48 hours and in submerged fermentation (SmF) with 1% wheat bran and 1% orange bagasse as substrate, 13 U/mL were obtained in 96 hours of fermentation. PG in the crude enzymatic extract obtained from SmF was more thermostable than the one produced in SSF and stable in a wider range of pH. The exo-PGs produced in SmF and SSF were purified to homogeneity, with a final purification of 8 and 2.5- fold and overall recovery of 27.7% and 15.5%, respectively. PG from SmF exhibited a molecular mass of 38.9 kDa and PG from SSF 37.1 kDa. Optimum pH and temperature were 5.5 and 4.5-5.0 and 55°C and 60°C for the enzymes from SmF and SSF, respectively. Both PGs exhibited exo-PG profile, releasing galacturonic acid through the hydrolysis of low esterification level pectin. Km was 590.9 and 661.6 and Vmax was 4 and 4.9 umol min-1mg-1, for PG from SmF and SSF, respectively. The thermostability was confirmed by analyzing the enzymes thermodynamic parameters with PG produced in SmF being the most thermostable exhibiting higher values... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-03-04Bitstream added on 2014-06-13T20:04:38Z : No. of bitstreams: 1 carvalho_afa_dr_rcla.pdf: 997227 bytes, checksum: 92775cbd61cca9ee00b5f1a54feef2bf (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / As α-glicosidases (EC 3.2.1.20) são exoamilases que atuam nas ligações glicosídicas α-1,4 da extremidade nãoredutora, preferencialmente em pequenos oligossacarídeos para liberar α-glicose. Os objetivos desse trabalho foram purificar a α-glicosidase produzida, em fermentação submersa, pelo fungo Thermoascus aurantiacus CBMAI 756; caracterizar a enzima purificada; avaliar a ação sobre os derivados de amido e substratos sintéticos e construir um biblioteca de cDNA de Thermoascus aurantiacus para isolar o gene codificando para esta característica. As estratégias adotadas para isolar a α-glicosidase foram: a) concentração do extrato enzimático bruto usando uma membrana de ultrafiltração, b) por precipitação com sulfatodeamônio, c) cromatografias detroca aniônica (Q-Sepharose)e a filtração em gel(Sephacryl S-200 e Superose 12). Após o último passo, filtração em gel na coluna Superose 12, obteve-se uma atividade específica final de 404 (U/mg proteína) e um fator de purificação de 173 vezes. A eletroforese em SDS-PAGE usando amostra semi-desnaturada possibilitou aobservação de uma única banda protéica, a qual correspondeu à banda observada em gel de atividade e no gel específico para glicoproteína. A aparente massa molecular da enzima em SDS-PAGE foi83 kDa. Essa enzima apresentou 42% de carboidrato ligado à estrutura protéica. A atividade máxima foi observada em pH 4,5 e a 70°C. A enzima mostrou-se estável nas faixas de pH 3,0-9,0 e perdeu 40% da atividade original nas temperaturas de 40, 50 e 60°C, incubadas por 1hora. Na presença dos íons Na+, Ba2+, Co2+,Ni2+, Mg2+, Mn2+,Al3+, Zn2+ e Ca2+ a enzima manteve 90-105% da atividade máxima e foi inibida por Cr3+, Ag+ eHg2+. Baseados no cálculo do IC50, a hidrólise da maltose foi mais sensível a castanospermina (0,015 mM) do que a acarbose (0,11 mM) e voglibose (0,06 mM). OKm foi 0,07 μM e o Vmax... / α-Glucosidase (EC 3.2.1.20) are exoamylase that act on α-1,4 bonds from nonreducing end, preferentially short oligosaccharides to release α-glucose. The objective of this work was to purify the -glucosidase produced in submerged fermentation, with the fungus Thermoascus aurantiacus CBMAI 756, characterize the purified enzyme and to evaluate its action on starch derivatives and synthetic substrates, and construction of cDNA library of Thermoascus aurantiacus. The strategies adopted to isolate the -glucosidase were: a) concentration of crude enzyme using a membrane ultra filtration b) by ammonium sulphate precipitation, c) anion exchange chromatography (Q-Sepharose) and gel filtration (Sephacryl S-200 and Superose). After the last step, gel filtration on Superose 12 column, it was obtained a final specific activity of 404 (U/mg protein) and 173-fold enzyme purification. The electrophoresis in SDS-PAGE using semi-denatured sample allowed the observation of a single protein band, which corresponded to the bands obtained in gel of -glucosidase activity and in a specific gel for glycoprotein. The apparent molecular mass of the enzyme in SDSPAGE was 83 kDa. This enzyme exhibited a carbohydrate content of 42%. Maximum activity was observed at pH 4.5 and at 70°C. It was stable in the pH range 3.0-9.0 and the enzyme lost 40% of its initial activity at 40, 50 and 60 °C, incubated for 1 h. In the presence of ions Na+, Ba2+, Co2+, Ni2+, Mg2+, Mn2+, Al3+, Zn2+, Ca2+ the enzyme maintained 90-105% of its maximum activity and was inhibited by Cr3+, Ag+ and Hg2+. Based on IC50 values, hydrolysis of maltose was more sensitive to castanospermine (0.015 mM) than acarbose (0.11 mM) and voglibose (0.06 mM). The Km was 0.07 μM, and the Vmax was 318.0 μmol/min/mg. The - glucosidase showed a transglycosylation property, by the release of oligosaccharides after 3h of incubation with maltose... (Complete abstract click electronic access below)

Xylanases have an important role as biocatalysts in different agroindustrial processes, such as saccharification of plant residues for the production of ethanol and bleaching of wood pulp for the production of pulp. On an industrial scale, these processes may require extreme pH or temperature, which require enzymes compatible with these conditions. Most enzymes available or showing commercial potential is synthesized by fungi or bacteria belonging to a few genera. Evaluation of rare isolation bacteria is an important strategy to expand the diversity of xylanases and their potential in terms of activity, stability and technological application. The aim of this study was to evaluate a collection of common and rare isolation soil bacteria regarding to xylanase activity and characterize the stability conditions of temperature and pH. The analyzed collection consists of 120 isolates with representatives from six phyla that were subjected to screening for xylanase activity in pure cultures and in the extracellular proteic extract (EPE). The ratio between the halos diameters of xylan hydrolysis and in the colonies on solid medium (ratio H:C), incubated at 30 ° C for up to 14 days, was used for the evaluation of cultures as a selection criteria. The effects of different sources of variation in the bacteria isolation stage (original soil, culture medium, solidifying agent, inoculum dilution and plating method and incubation time to colony appearance) and the group of bacterial isolation (rare or common) on the frequency of isolates with high xylanase activity were evaluated based on the ratio H:C. EPEs were obtained in liquid media containing xylan inoculated with the eleven isolates with highest ratios H:C. The extracts were evaluated for the specific xylanase activity at 50 °C for 1 h. Extracts of the three isolates with the highest potential for activity under this condition were evaluated for optimum activity, stability, activity at 60 oC and at pH 4.0, 5.5 and 8.0. Twenty-two isolates (25%), including eight from rare isolation, showed xylanase activity under the conditions evaluated, and found a high variability (> 230%) between these isolates. No isolation factor or rare or common isolation condition were associated with efficiency of xylanase activity in solid medium. High variability in specific xylanase activity in EPEs was also found among isolates (1500%), highlighting two rare isolates (TC119 and TC21), from Alfaproteobacteria class, and one common isolate (TC99), from Ralstoniaceae family. Extracellular xylanases from TC21 and TC119 showed high relative activity at temperatures up to 70 oC and were insensitive to pH in the range 4.0 to 8.0; however, TC99 isolate showed optimum temperature at 40 °C and low stability to temperature and pH. Extracellular xylanases from TC119 showed no cellulolytic activity. Rare isolation soil bacteria show high potential as a source of extracellular xylanases adapted to extreme pH and temperature conditions, which are required in agroindustrial processes. / As xilanases apresentam papel relevante como biocatalisadores de diferentes processos agroindustriais, como a sacarificação de resíduos vegetais para a produção de etanol e o clareamento de polpas de madeira para a produção de celulose. Em escala industrial, estes processos podem requerer pH e, ou, temperatura extremos, os quais demandam enzimas compatíveis com estas condições. A maioria das enzimas disponíveis ou com potencial comercial é sintetizada de fungos ou de bactérias pertencentes a poucos gêneros. A avaliação de bactérias de isolamento raro constitui-se em estratégia importante para ampliar a diversidade de xilanases e suas potencialidades em termos de atividade, estabilidade e aplicação tecnológica. O objetivo deste trabalho foi avaliar uma coleção de bactérias do solo de isolamento comum e raro quanto à atividade de xilanases e caracterizar estas enzimas quanto à estabilidade a condições contrastantes de temperatura e pH. A coleção analisada é composta de 120 isolados com representantes de seis filos e foi submetida à seleção quanto à atividade de xilanases em culturas puras e no extrato proteico extracelular (EPE). Para a avaliação das culturas, utilizou-se como critério de seleção a relação entre os diâmetros de halos de hidrólise de xilana e das colônias em meio sólido (relação H:C), incubado a 30 oC por até 14 dias. Os efeitos de diferentes fontes de variação da fase de isolamento destas bactérias (solo de origem, meio de cultura, agente solidificante, diluição do inóculo e método de plaqueamento e tempo de incubação até surgimento de colônias) e do grupo de isolamento bacteriano (raro ou comum) sobre a frequência de isolados com alta atividade de xilanase foram avaliados com base na relação H:C. EPEs foram obtidos em meios líquidos contendo xilana inoculados com os onze isolados com maiores relações H:C. Os extratos foram avaliados quanto à atividade específica de xilanases a 50 oC, por 1 h. Os extratos dos três isolados com maior potencial de atividade sob esta condição foram avaliados quanto à temperatura ótima de atividade, estabilidade de atividade a 60 oC e a valores de pH 4,0, 5,5 e 8,0. Vinte e dois isolados (25%), incluindo oito de isolamento raro, apresentaram atividade de xilanase nas condições avaliadas, sendo encontrada uma alta variabilidade (>230%) entre estes isolados. Nenhum fator de isolamento ou a condição de isolado raro ou comum foram associadas à eficiência de atividade de xilanases em meio sólido. Alta variabilidade de atividade específica de xilanases nos EPEs também foi encontrada entre os isolados (1500%), com destaque para dois de cultivo raro (TC119 e TC21), da classe Alfaproteobacteria, e um de cultivo comum (TC99), da família Ralstoniaceae. As xilanases extracelulares de TC119 e TC21 apresentaram elevada atividade relativa em temperaturas de até 70 oC e foram pouco sensíveis ao pH na faixa de 4,0 a 8,0; entretanto, as de TC99 apresentaram temperatura ótima de 40 oC, baixa estabilidade a temperatura e pH. Xilanases extracelulares de TC119 não apresentaram atividade celulolítica. Bactérias do solo de isolamento raro apresentam alto potencial como fonte de xilanases extracelulares adaptadas a condições extremas de pH e temperatura requeridas em processos agroindustriais.