Produção e caracterização bioquímica funcional de peptidases do fungo termofílico Myceliophthora heterothallica
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Data
Autores
Orientador
Silva, Ronivaldo Rodrigues da 
Coorientador
Gomes, Eleni
Pós-graduação
Microbiologia - IBILCE 33004153074P9
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
Resumo (português)
As peptidases são enzimas pertencentes à classe das hidrolases (EC 3.4) que catalisam a hidrólise de ligações peptídicas. Quanto à posição da ligação a ser clivada na cadeia do substrato, as peptidases podem ser classificadas em endopeptidases ou exopeptidases. Este grupo de enzimas, em especial as de origem microbiana, apresenta grande importância comercial, por sua facilidade de produção e ampla variedade de aplicações industriais, como nas áreas de alimentos, farmacêuticas, detergentes, tratamento de pele animal para a produção de couro, tratamento de resíduos, entre outros. Para o período 2024-2029, conforme dados disponibilizados pela Mordor Intelligence, é estimado um crescimento anual de 6,0% para o mercado de peptidases. A expansão deste mercado justifica a prospecção de diferentes organismos, dos quais novas enzimas podem ser descobertas, com diferentes especificidades ao substrato, maior termoestabilidade, assim como uma redução no custo de produção. Desta forma, neste trabalho foi investigada a produção de peptidases pelo fungo termofílico Myceliophtora heterothallica F2.1.4 em cultivo submerso e caracterização bioquímica funcional das enzimas produzidas. Foram avaliadas as concentrações de 0,5 e 1% de caseína bovina como suplemento do meio de cultivo, mantido a 45°C. Dentre as condições avaliadas, o fungo exibiu maior produção de peptidases após 48 horas de cultivo suplementado com 0,5% de caseína. Quanto as enzimas produzidas, notou-se maior atividade caseinolítica em pH alcalino (9,5 – 10,5) e temperatura de 45-50°C para enzima pura e 50-55°C para o extrato fermentativo. Tanto as peptidases do extrato fermentativo quanto a enzima pura mantiveram mais de 50% de suas atividades após 1 hora a 50°C e foram estáveis em ampla faixa de pH (5.5-10.5), especialmente entre pH 5.5-8.0 (incubação por 24 horas a 4°C), cujas atividades proteolíticas se mantiveram acima de 85%. As atividades foram inibidas apenas por PMSF, o que sugere um mecanismo de ação de serino-peptidases. Na presença de diferentes íons metálicos, a atividade caseinolítica foi mais influenciada negativamente por cobre (II) e melhor modulada positivamente por cobalto, exibindo aumento de até 58% a 15 mM deste íon. O extrato fermentativo do cultivo mostrou-se eficaz na remoção de biofilmes microbianos de Staphylococcus aureus e Candida albicans, alcançando até 72% de taxa de dispersão.
Resumo (inglês)
Peptidases are enzymes belonging to the hydrolase class (EC 3.4) that catalyze the hydrolysis of peptide bonds. Regarding the position of the cleaved bond in the substrate chain, peptidases can be classified as endopeptidases or exopeptidases. This group of enzymes, especially those of microbial origin, holds significant commercial importance due to their ease of production and a wide range of industrial applications, including in the fields of food, pharmaceuticals, detergents, animal skin treatment for leather production, waste treatment, among others. For the period 2024-2029, as per data provided by Mordor Intelligence, an annual growth of 6.0% is estimated for the peptidase market. The expansion of this market justifies the prospecting of different organisms, from which new enzymes with different substrate specificities, increased thermostability, as well as a reduction in production costs, may be discovered. Thus, in this study, it was investigated the production of peptidases by the thermophilic fungus Myceliophtora heterothallica F 2.1.4 in submerged culture and the functional biochemical characterization of the produced enzymes. Concentrations of 0.5% and 1% bovine casein were evaluated as supplements to the culture medium, maintained at 45°C. Among the conditions assessed, the fungus exhibited higher peptidase production after 48 hours of cultivation supplemented with 0.5% casein. Regarding the produced enzymes, higher caseinolytic activity was observed in alkaline pH (9.5 – 10.5) and a temperature range of 45-50°C for the pure enzyme and 50-55°C for the fermentative extract. Both the peptidases from the fermentative extract and the pure enzyme retained more than 50% of their activities after 1 hour at 50°C and were stable over a broad pH range (5.5-10.5), especially between pH 5.5-8.0 (incubation for 24 hours at 4°C), where proteolytic activities remained above 85%. The activities were inhibited only by PMSF, suggesting a serine peptidase action mechanism. In the presence of different metal ions, caseinolytic activity was negatively influenced by copper (II) and positively modulated by cobalt, showing an increase of up to 58% at 15 mM of this ion. The fermentative extract from the culture was effective in removing microbial biofilms of Staphylococcus aureus and Candida albicans, achieving up to a 72% dispersal rate.
Descrição
Palavras-chave
Bioprocesso, Enzima, Fungos, Protease, Proteína, Bioprocess, Enzyme, Fungi, Protease, Protein
Idioma
Português
Citação
BARRETO, Rafael Amadeu. Produção e caracterização bioquímica funcional de peptidases do fungo termofílico Myceliophthora heterothallica. 2024. 50 f. Dissertação (Mestrado em Microbiologia ) – Universidade Estadual Paulista (Unesp), Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas (Ibilce), São José do Rio Preto, 2024.
