FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Dentro das possibilidades terapÃuticas atuais para o tratamento de pacientes com problemas congÃnitos de metabolismo, a dieta constitui o pilar mais importante e a D-tagatose tem atraÃdo uma grande atenÃÃo nos Ãltimos anos devido a seus benefÃcios à saÃde humana, bem como à semelhanÃa de suas propriedades com a sacarose. Dentre as suas muitas aplicaÃÃes, ressalta-se o potencial em auxiliar no controle de peso, uma preocupaÃÃo crescente no Brasil, uma vez que a obesidade cresce a ritmos alarmantes. No entanto, a L-arabinose isomerase, enzima que catalisa isomerizaÃÃo de D-galactose em D-tagatose, ainda nÃo està disponÃvel comercialmente e, portanto, estudos visando à obtenÃÃo deste biocatalisador se fazem necessÃrios de maneira a viabilizar a implantaÃÃo do processo industrial. Portanto neste trabalho, estudou-se a obtenÃÃo da enzima L-arabinose isomerase utilizando uma cepa de Enterococcus faecium. A enzima produzida por fermentaÃÃo foi caracterizada e imobilizada em suportes a base de quitosana. Os resultados de estabilidade tÃrmica, operacional e de estocagem obtidos para a enzima imobilizada covalentemente sobre quitosana em meio alcalino (pH 10), confirmou a importÃncia do controle do pH durante a imobilizaÃÃo, uma vez que a formaÃÃo de uniÃes multipontuais à favorecida quando comparado ao pH 7,0. No entanto, baixas concentraÃÃes de proteÃna eram obtidas na etapa de fermentaÃÃo, portanto, estudou-se a produÃÃo da enzima L-AI de forma heterÃloga em Escherichia coli. As proteÃnas recombinantes expressas foram purificadas por cromatografia de afinidade em uma Ãnica etapa, e visualizadas em SDS-PAGE. O sucesso na construÃÃo do gene e na clonagem em vetores de expressÃo em E. coli resultou em quantidade satisfatÃria de expressÃo das proteÃnas recombinantes, pois apresentaram-se na forma solÃvel, facilmente purificadas e ativas, permitindo suas caracterizaÃÃes. Por ultracentrifugaÃÃo analÃtica foi possÃvel descobrir que a enzima L-AI recombinante tem uma tendÃncia para formaÃÃo de estruturas com maior tamanho (oligÃmeros). A seguir, suportes multifuncionais foram preparados para a imobilizaÃÃo da L-AI e observou-se uma rÃpida imobilizaÃÃo, apresentando um elevado rendimento de imobilizaÃÃo, superior a 75%. Devido à baixa estabilidade tÃrmica dos derivados, estudos futuros serÃo necessÃrios para a estabilizaÃÃo da estrutura quaternÃria desta enzima. / Within the current therapeutic options for treatment of patients with congenital metabolic problems, diet is the most important pillar and D-tagatose has attracted great attention in recent years because of its benefits to human health and due to its similarities with sucrose. Among its many applications, it emphasizes the potential to assist in weight management, a growing concern in Brazil, since obesity is growing at alarming rates. However, L-arabinose isomerase, the enzyme that catalyses the isomerization of D-galactose into D-tagatose, is not yet commercially available and therefore studies in order to obtain this biocatalyst are necessary in order to enable the implementation of the industrial process. Therefore, in this work, the production of L-arabinose isomerase by Enterococcus faecium was investigated. The produced enzyme was characterized and immobilized onto chitosan. Results of thermal, operational stability and self-life obtained by using L-AI, covalently immobilized onto chitosan in an alkaline medium (pH 10), confirmed the importance of the pH during immobilization, since multipunctuality is favored compared to pH 7.0. Nevertheless, enzyme concentration after fermentation was low and, therefore, we have studied the production of heterologous enzyme in Escherichia coli. The expressed recombinant proteins were purified by affinity chromatography by a single step, and displayed as a single band on SDS-PAGE. The successful construction of the gene and cloning into expression vectors in E. coli resulted in higher amount of the recombinant proteins, which are soluble, easily purified and active, allowing their characterization. Through analytical ultracentrifugation, it was possible to find that the recombinant L-AI has a tendency to form larger structures (oligomers). Multifunctional supports were prepared to L-AI immobilization, allowing achieving high yields (more than 75%) at short contact times. Due to the low thermal stability of the immobilized enzyme, future studies will be needed to stabilize its quaternary structure.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:9453 |
| Date | 04 May 2015 |
| Creators | Marylane de Sousa |
| Contributors | Luciana Rocha Barros GonÃalves, Benevides Costa C. Pessela JoÃo, Maria Cristiane Martins de Souza, Sueli Rodrigues, Raquel de Lima Camargo Giordano, Jocelia de Sousa Mendes |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia QuÃmica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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