SOUSA, M. Obtenção de um catalisador insolúvel para a produção de D-tagatose por L-arabinose isomerase. 2015. 139 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-07-30T18:10:38Z
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Previous issue date: 2015-05-04 / 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 / Dentro das possibilidades terapêuticas atuais para o tratamento de pacientes com problemas congênitos de metabolismo, a dieta constitui o pilar mais importante e a D-tagatose tem atraído uma grande atenção nos últimos anos devido a seus benefícios à saúde humana, bem como à semelhança de suas propriedades com a sacarose. Dentre as suas muitas aplicações, ressalta-se o potencial em auxiliar no controle de peso, uma preocupação crescente no Brasil, uma vez que a obesidade cresce a ritmos alarmantes. No entanto, a L-arabinose isomerase, enzima que catalisa isomerização de D-galactose em D-tagatose, ainda não está disponível comercialmente e, portanto, estudos visando à obtenção deste biocatalisador se fazem necessários de maneira a viabilizar a implantação do processo industrial. Portanto neste trabalho, estudou-se a obtenção da enzima L-arabinose isomerase utilizando uma cepa de Enterococcus faecium. A enzima produzida por fermentação foi caracterizada e imobilizada em suportes a base de quitosana. Os resultados de estabilidade térmica, operacional e de estocagem obtidos para a enzima imobilizada covalentemente sobre quitosana em meio alcalino (pH 10), confirmou a importância do controle do pH durante a imobilização, uma vez que a formação de uniões multipontuais é favorecida quando comparado ao pH 7,0. No entanto, baixas concentrações de proteína eram obtidas na etapa de fermentação, portanto, estudou-se a produção da enzima L-AI de forma heteróloga em Escherichia coli. As proteínas recombinantes expressas foram purificadas por cromatografia de afinidade em uma única etapa, e visualizadas em SDS-PAGE. O sucesso na construção do gene e na clonagem em vetores de expressão em E. coli resultou em quantidade satisfatória de expressão das proteínas recombinantes, pois apresentaram-se na forma solúvel, facilmente purificadas e ativas, permitindo suas caracterizações. Por ultracentrifugação analítica foi possível descobrir que a enzima L-AI recombinante tem uma tendência para formação de estruturas com maior tamanho (oligômeros). A seguir, suportes multifuncionais foram preparados para a imobilização da L-AI e observou-se uma rápida imobilização, apresentando um elevado rendimento de imobilização, superior a 75%. Devido à baixa estabilidade térmica dos derivados, estudos futuros serão necessários para a estabilização da estrutura quaternária desta enzima
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufc.br:riufc/13060 |
| Date | 04 May 2015 |
| Creators | Sousa, Marylane de |
| Contributors | Chitunda Pessela, Benevides Costa, Gonçalves, Luciana Rocha Barros |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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