Prospecção de atividade ligninolítica nos fungos filamentosos Schizophyllum commune e Perenniporia medulla-panis e caracterização de lacases

Abstract

As mudanças climáticas impulsionadas pelo aquecimento global devido à queima de recursos fósseis não renováveis impulsionam a necessidade de reduzir a emissão global de gases responsáveis pelo efeito estufa. A biomassa vegetal se destaca por conta da sua abundância, renovação e pela capacidade de ser utilizada de forma semelhante aos compostos fósseis na produção de polímeros e compostos de alto valor agregado. Graças à expressiva atividade agrícola brasileira possuímos uma abundância em biomassa vegetal para a experimentação e desenvolvimentos de novas técnicas. Dentro dos diversos processamentos aos quais o material lignocelulósico pode ser submetido, temos como destaque a prospecção biológica, que consiste no uso de enzimas para degradar a lignina e outros compostos da parede celular vegetal. Dentre as enzimas, possuímos como um dos principais exemplares as Lacases, que são amplamente descritas em diversos grupos de microrganismos como bactérias e fungos. No presente trabalho foram utilizados os fungos filamentosos Schizophyllum commune e Perenniporia medulla-panis para testar a sua capacidade de degradação da lignina, que foi notavel no cultivo submerso do fungo Perenniporia medulla-panis. O extrato bruto dos fungos obtido dos cultivos foi purificado em etapas de exclusão molecular em uma resina de Sephadex G-75 e troca iônica em uma coluna com Q-Sepharose, Feita a purificação, as características da lacase obtidas somento do fungo Schizophyllum commune foram estabelecidas tanto quanto seu pH ótimo, cinética, interação com diferentes substratos, temperatura ótima e termo estabilidade onde foram estabelecidas características mesofilicas para a lacase isolada quanto sua temperatura ótima em 50°C, pH ótimo de 4,0 para o substrato ABTS e 5,5 para o guaiacol, sendo capaz de manter sua atividade em temperaturas de 50°C por 2 horas. A pesquisa mostrou que tanto o extrato enzimático quanto a lacase purificada do fungo S commune têm potencial para degradar os corantes verde malaquita que apresentou uma redução de até 36,2% na redução de seu pico de absorbancia, 26,4% vermelho congo, e Brilliant Blue R 14% e G 26,2% nos experimentos com a lacase purificada.

Climate change driven by global warming due to the burning of non-renewable fossil resources drives the need to reduce global greenhouse gas emissions. Plant biomass stands out due to its abundance, renewal and ability to be used in a similar way to fossil compounds in the production of polymers and compounds with high added value. Thanks to the significant Brazilian agricultural activity, we have an abundance of plant biomass for experimentation and development of new techniques. Among the various processes to which lignocellulosic material can be subjected, we highlight biological prospecting, which consists of the use of enzymes to degrade lignin and other compounds from the plant cell wall. Among the enzymes, one of the main examples is Lacases, which are widely described in different groups of microorganisms such as bacteria and fungi. In the present work, the filamentous fungi Schizophyllum commune and Perenniporia medulla-panis were used to test their ability to degrade lignin, which was notable in the submerged cultivation of the fungus Perenniporia medulla-panis. The crude extract of the fungi obtained from the cultures was purified in steps of molecular exclusion on a Sephadex G-75 resin and ion exchange on a column with Q-Sepharose. After purification, the characteristics of the laccase obtained only from the fungus Schizophyllum commune were established as far as its optimum pH, kinetics, interaction with different substrates, optimum temperature and thermostability where mesophilic characteristics were established for the isolated laccase as well as its optimum temperature at 50°C, optimum pH of 4.0 for the ABTS substrate and 5.5 for guaiacol, being able to maintain its activity at temperatures of 50°C for 2 hours. The research showed that both the enzymatic extract and the purified laccase from the S commune fungus have the potential to degrade malachite green dyes, which presented a reduction of up to 36.2% in the reduction of their absorbance peak, 26.4% congo red, and Brilliant Blue R 14% and G 26.2% in experiments with purified laccase.