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Type: TESE
Degree Level: Doutorado
Title: Produção, purificação e caracterização da lipase alcalina de Fusarium oxysporum
Title Alternative: Production, purification and characterization of alkaline lipase from Fusarium oxysporum
Author: Prazeres, Janaina Nicanuzia dos
Advisor: Pastore, Glaucia Maria, 1953-
Abstract: Resumo: Recentemente, a aplicação industrial de lipases microbianas tem sido estendida a muitas áreas, como por exemplo, na modificação de triglicerídeos, síntese de vários compostos de ésteres e detergentes. As lipases podem ser aplicadas na limpeza de maquinários industriais ou em detergentes como sabões em pó na remoção de manchas de lipídeos em tecidos. A linhagem de fungo Fusarium oxysporum 152B foi selecionada entre 216 linhagens de microrganismos isolados de amostras de frutas e solo do Nordeste do Brasil, como maior produtora de lipase alcalina extracelular em meio de cultura. Os efeitos da composição do meio, pH e temperatura foram investigados para a produção de lipase alcalina de Fusarium oxysporum. A máxima quantidade de atividade lipolítica produzida foi 7,12 U.mL-1 em meio contendo óleo de oliva, peptona e extrato de levedura como fontes de carbono e nitrogênio, em pH 10,0 e 30 °C. Um desenho experimental 22 com configuração estrela, totalizando 11 experimentos, foi desenvolvido para estudar os efeitos do pH e temperatura de incubação e o máximo de atividade encontrada foi de 33 U.mL-1 em pH 6,0 e a 30 °C. Um segundo desenho experimental 22 foi desenvolvido para estudar duas variáveis, composição do meio e a concentração de óleo de oliva. Máxima atividade enzimática foi produzida em meio de cultura suplementado com óleo de oliva (2% m/v). A atividade enzimática da lipase de Fusarium oxysporum foi avaliada na presença de diferentes detergentes comerciais e surfactantes, através de ensaios com pnitrofenilpalmitato (pNPP). A enzima foi compatível com vários surfactantes iônicos e não-iônicos como também com detergentes comerciais. Atividade lipolítica foi fortemente inibida por SDS, mas não por Triton X-100 e Triton X-114. A enzima mostrou-se estável em pH alcalino e manteve 93% da atividade durante 1 h de incubação a 60°C. A maior atividade lipolítica foi medida com triglicerídeos de ácidos graxos de cadeia média e longa (C8-C18). Esta enzima mostrou ampla especificidade hidrolítica para várias gorduras e óleos. Todas estas propriedades e sua resistência a vários surfactantes e detergentes comerciais fazem desta lípase um aditivo em potencial para formulação de detergentes. Esta lipase alcalina extracelular foi purificada cerca de 20 vezes através de cromatografia em colunas de DEAE-Sepharose e Sephacyl-200. A preparação de lipase purificada apresentou três isoenzimas em gel IEF-PAGE, com pontos isoelétricos 7,15, 6,84 e 4,55. As massas moleculares das lipases Lip 1 e Lip 2 foram verificadas em gel SDS-PAGE, 30 e 29 kDa, respectivamente. Comparandose as seqüências de aminoácidos, confirmou-se que as lipases Lip 1 e Lip 2 são isoenzimas que apresentam alta similaridade com a lipase de F. heterosporum. A lipase purificada apresentou atividade ótima em pH 8,0 e 40°C, utilizando o substrato p-nitrofenilpalmitato. A lipase purificada mostrou-se termoestável, perdendo cerca de 50% de atividade durante 1h de incubação a 40°C em pH 8,0. Um método de separação e purificação foi estudado para a obtenção da lipase do meio de cultura. Os experimentos foram desenvolvidos com o surfactante nãoiônico Triton X-114. Dois parâmetros foram estudados, pH e taxa de fluxo de nitrogênio. A máxima recuperação desta lipase foi verificada em pH 8,5 e fluxo de 60 mL N2 min-1. Após otimização, uma taxa de enriquecimento de 8,77 e um fator de purificação de 5,86 foram atingidos para esta enzima com uma recuperação de 93,56%. O fracionamento com espuma foi aplicado com sucesso para a concentração da lipase do meio de cultivo

Abstract: Recently, industrial application of the microbial lipases has been extended in many areas, exemplified by their use in modification of triglycerides, synthesis of various ester compounds and additives in detergents. Lipases are potentially suitable for lipid stain removal applications in washing industrial machine and household detergents. One strain Fusarium oxysporum 152B was isolated from fruit and soil samples from Northeast of Brazil, which produced the largest amount of extracellular alkaline lipase in the culture media. The effects of medium composition, pH and incubation temperature conditions were investigated to alkaline lipase production. The maximum amount of lipolytic activity produced was 7.12 U.mL-1 in medium containing olive oil, peptone and yeast extract, as carbon and nitrogen sources, at pH 10.0 and 30 °C. A 22 factorial design with star configuration, totaling 11 experiments, was carried out to study the effect of pH and incubation temperature conditions and the maximum lipase activity was found of pH 6.0 and 30 °C conditions (33 U.mL-1). A second experimental design, 22 factorial was developed to study two variables, medium composition and olive oil concentration. Maximum enzyme activity was produced in culture medium supplemented with olive oil (2% w/v). Enzymatic activities of lipase from Fusarium oxysporum were compared through spectrophotometric p-nitrophenylpalmitate (pNPP) assay at different commercial detergents and surfactants. The enzyme was compatible with various ionic and nonionic surfactants as well as commercial detergents. Lipase activity was strongly inhibited by SDS, but not by Triton X-100 and Triton X-114. The enzyme was stable at alkaline pH and remained 93% of activity during 1 h incubation at 60°C. The highest lipase activity was measured with triglycerides of middle and long chain fatty acids (C8-C18). This enzyme showed a broad specificity/hydrolytic activity towards various fats and oils. All these properties and its resistance towards various surfactants and detergents make this lipase a potential additive for detergent formulation. The extracellular alkaline lipase from Fusarium oxysporum was purified 20-fold, using DEAE-Sepharose and Sephacyl-200 chromatography. The purified lipase presented three isoenzymes in IEF-PAGE, with the following isoelectric points 7.15, 6.84 and 4.55. The molecular mass were determined to Lip 1 and Lip 2 in SDSPAGE as 30 and 29 kDa, respectively. Comparing the amino acids sequences, Lip 1 and Lip 2 were confirmed to be isoenzymes and high similarity with the lipase from F. heterosporum. The purified lipase showed optimum activity in pH 8.0 and 40°C, using p-nitrophenylpalmitate as substrate. The purified lipase showed to be termostable, losing around 50% of activity under 1h incubation at 40°C in pH 8.0. A separation method was performed to recover alkaline lipase from F. oxysporum cultures. Experiments were carried out with non-ionic surfactant Triton X-114. Two parameters were studied, pH and nitrogen flow rate. The maximal recovery of this lipase was verified at pH 8.5 and 60 mL N2 min-1 conditions. After optimization, an enrichment ratio of 8.77 and a purification factor of 5.86 were achieved for this enzyme along with 93.56 % recovery. Foam fractionation showed to be an efficient method for lipase recovery from culture broths
Subject: Lipase alcalina
Fusarium oxysporum
Caracterização
Purificação
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2006
Appears in Collections:FEA - Tese e Dissertação

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