ARTIGO
Evolvere Scientia, V. 3, N. 1, 2014
IMOBILIZAÇÃO DE β-GALACTOSIDASE EM PHB MAGNETIZADO
Reginaldo Jorge Marinho de Souza1*, Mariana Rodrigues Xavier1, Rita Letícia Brito e
David Fernando de Morais Neri1*
1
Universidade Federal do Vale do São Francisco, 56304-917 Petrolina, PE, Brasil.
*Email: [email protected]; [email protected]; [email protected];
[email protected]
Resumo: A enzima β-galactosidase foi covalentemente imobilizada, com glutaraldeído, em
polihidroxibutirato - PHB (materiais orgânicos) magnetizado. Este trabalho apresenta como
objetivo, determinar a capacidade de imobilização e a eficiência catalítica da enzima
imobilizada. O suporte magnético apresentou uma boa magnetização, observada quando se
aplicava o campo magnético ao meio reacional. Os resultados indicaram que, nas condições
avaliadas (pH = 4,5 e Temperatura = 25 °C), 52 % da enzima ofertada foi imobilizada no PHB e
que 50 % da atividade catalítica foi mantida. Portanto, o suporte orgânico PHB utilizado,
mostrou-se excelente para imobilização de biomoléculas, em especial a β-galactosidase,
podendo ser promissor para produção de GOS (galactooligossacarídeo) e hidrólise do Leite.
Palavras-chave: β-galactosidase, imobilização, suporte magnético, polihidroxibutirato.
Abstract: The β-galactosidase enzyme was covalently immobilized with glutaraldehyde in
polyhydroxybutyrate - PHB (organic material) magnetized. This work has as objective to
determine the ability of immobilization and catalytic efficiency of the immobilized enzyme. The
magnetic support showed good magnetization observed when the magnetic field was applied to
the reaction medium. The results indicated that the evaluated conditions (pH = 4.5 Temperature
= 25 ° C), 52% of the immobilized enzyme was supplied in the PHB and 50% of the catalytic
activity was maintained. Therefore, the PHB organic support, proved to be excellent for the
immobilization of biomolecules, in particular β-galactosidase, which can be interesting for the
production of GOS (galactooligosaccharides), and hydrolysis of milk.
Keywords: β-galactosidase, immobilization, magnetic support, polyhydroxybutyrate.
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INTRODUÇÃO
aplicações
industriais.
NAMDEO
e
aplicada
na
BAJAPAI, 2009.
Atualmente, os materiais orgânicos,
A
é
β-galactosidase
notadamente os polímeros que podem ser
indústria
naturais ou sintéticos, são uma classe de
alimentos com baixo teor de lactose, melhor
suportes
solubilidade e digestibilidade do leite e
amplamente
empregados
na
de
laticínios,
para
imobilização de enzimas. Os sintéticos
derivados, por essa razão a
exibem variedades de formas físicas e
geralmente
hidrolisada
estruturas
utilização.
Com
químicas
que
podem
ser
lactose
antes
isso,
garantir
os
da
é
sua
problemas
combinadas para formar um suporte ideal,
associados com a eliminação do soro,
porém os naturais apresentam algumas
cristalização de lactose em certos alimentos
vantagens
aos
congelados e o consumo de leite por
apresentam
indivíduos com intolerância à lactose
quando
sintéticos,
pois
comparados
geralmente
baixo custo e são facilmente degradados,
não causando danos ao meio ambiente.
MENDES, et al., 2011.
A
imobilização
A
atividade
também
tem
de
transgalctosilação
atraído
a
atenção
dos
no
investigadores porque os oligossacarídeos
confinamento da enzima em um suporte
produzidos têm um efeito benéfico sobre o
sólido
crescimento
para
posterior
consiste
podem ser reduzidos. ROSSETTO, 2012.
reutilização
do
da
microflora
intestinal
biocatalisador, tornando o processo menos
desejável.
oneroso. MENDES, et al., 2011.
transferase pode ser utilizada para fixar a
O uso de partículas magnéticas para a
Além
disso,
a
reação
de
galactose a outros produtos químicos e,
imobilização de enzimas tem vantagens
consequentemente,
diversas, como: utilização repetida; fácil
potencial para a produção de ingredientes
separados do meio reacional, através de um
alimentares,
campo magnético; redução dos custos; e de
outros compostos biologicamente ativos.
tempo operacional. NERI, et al., 2009a.
NERI, et al., 2011a.
A Enzima imobilizada sobre uma
superfície
de
polímero
tem
muitas
têm
produtos
uma
aplicação
farmacêuticos
e
A produção de galactooligossacarídeos
(GOS),
assim
como
outros
benefícios sobre a enzima livre, incluindo
oligossacarídeos, está se tornando de
repetida
fácil
interesse crescente, pois os seus efeitos
separação do produto e melhoria na
benéficos sobre a saúde humana tem sido
estabilidade enzimática. Por isso, a enzima
reconhecido por vários autores. NERI et al.,
imobilizada em superfície magnética tem
2011b.
e
contínua
utilização,
sido a forma de utilização preferida em
Os galactooligossacarídeos (GOS) são
oligossacarídeos
não
digeríveis
na
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qualidade de substrato de promoção do
RESULTADOS E DISCUSSÃO
crescimento para bifidobactias no intestino
A imobilização é um passo importante,
humano. NERI et al., 2009b.
Portanto, este trabalho objetivou a
pois permite o uso repetitivo e econômico
propor um novo suporte magnético para
da utilização de enzimas. Em comparação
imobilização de β-galactosidase.
com a enzima livre, em solução, enzima
MATERIAIS E MÉTODOS
imobilizada
num
magnético,
permite
suporte
muitas
sólido
e
vantagens,
incluindo a capacidade de reutilização da
Materiais utilizados
enzima, uma operação contínua e um
Os
reagentes
imobilização
para
controle da formação de produto por um
enzima
processo simples e eficiente (NERI et
empregados
foram
a
β−galactosidase, o substrato orto-nitrofenilgalactopiranosídeo
(oNPG),
o
suporte
al.,2011a e b).
A
confirmação
imobilizada
da
quantidade
de
e
percentual
da
polihidroxibutirato (PHB), o glutaraldeído,
proteína
as soluções de cloreto de ferro II e cloreto
atividade
enzimática
de ferro III, 3-aminopropiltrietoxisilano
verificadas,
conferindo
(APTES) e a acetona.
enzimática do sobrenadante, lavado e
retida,
a
foram
atividade
derivado enzimático, utilizando
como
substrato oNPG (artificial). Uma relação
Imobilização da enzima
entre atividade enzimática e quantidade de
O PHB foi inicialmente funcionalizado
proteína da enzima ofertada (livre) foi
com APTES 2,5% preparado em acetona
feita
por 2h a 25°C, sob agitação moderada. Em
desejados.
seguida, foi ativado com glutaraldeído 20%
imobilizado 48% da enzima ofertada,
por 1h a 25°C e só depois a β-galactosidase
porque a mesma, saiu no sobrenadante e
foi imobilizada (concentração a 1mg/mL de
lavado.
sólido), colocando em contato 1 mL de
constatamos que
solução de enzima em 10 mg de suporte,
perdeu
sob
Contudo, a possibilidade de reutilização
agitação
a
4°C
por
12h.
O
Sobrenadante e o lavado foram coletados
para
determinar
os
parâmetros
Observou-se que não foi
Quanto à retenção da atividade,
50%
da
a
enzima imobilizada
eficiência
catalítica.
pode superar a perda de atividade.
para determinar a quantidade de enzima
imobilizada pela diferença da quantidade de
CONCLUSÃO OU CONSIDERAÇÕES
enzima que foi ofertada pela que saiu no
FINAIS
sobrenadante e lavado.
A enzima foi imobilizada e o derivado
enzimático poderá ser testado quanto a
183
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reutilização e otimização da temperatura,
and galactooligosaccharides production.
pH e estabilidade. O suporte PHB mostrou-
Journal
se um excelente material para imobilização
Enzymatic, v. 70, p. 74-80, 2011a.
de β-galactosidade
e
é
promissor
of
NERI,
hidrÓlise da lactose.
CARDOSO,
Além disso, foi
desenvolver novas habilidades
como: capacidade de lidar
adversidades,
maior
resolubilidade,
raciocínio
com
poder
lógico
Catalysis
B:
na
aplicação para a produção de GOS e
possível
Molecular
D.F.M.,
BALCÃO,
S.M.,
V.M.,
SILVA,
A.M.S.,
DOMINGUES, M.R.M., TORRES, D.,
as
RODRIGUES, L., CARVALHO JR, L.B.
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e
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Food
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ond
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Biochemistry and biotechnology reports
magnetic
v.1,
polyaniline:
particles
Support
coated
with
n.2,
p.
28-32,
2012.
characterization
184