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Avaliação de suportes hidrofóbicos aplicados à purificação de enzimas
dc.contributor.author | Santos, Emanoela Fernanda Queiroz | |
dc.date.accessioned | 2019-11-22T14:57:51Z | |
dc.date.available | 2019-11-22T14:57:51Z | |
dc.date.issued | 2019-02-28 | |
dc.identifier.citation | SANTOS, Emanoela Fernanda Queiroz. Avaliação de suportes hidrofóbicos aplicados à purificação de enzimas. 2019. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12066. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12066 | |
dc.description.abstract | Enzymes are biological catalysts that present diverse applications, representing interesting perspectives for use in several branches of the industry: agribusiness, biofuels, and pharmacist. However, the recovery of broth enzymes is generally the most expensive step of a production process, as they are present in low concentration in a complex mixture of molecules. Thus, it is crucial to use appropriate (selective, efficient and inexpensive) purification processes to separate these high value-added biomolecules from complex extracts. The objective of this work was to verify the influence of the degree of hydrophobicity of different materials in hydrophobic adsorption processes, in order to characterize the enzyme-solid interaction besides to evaluate possibilities of application with main focus in the purification of biomolecules. The desorption process of the proteins was evaluated in a judicious manner by obtaining isotherms with the presence of TRITON-X-100 detergent. Initially, adsorbents constituted of silica matrices functionalized with carbon groups (C1 and C8) and octyl sepharose were tested on lipase adsorption of recombinant Bacillus thermocatenulatus (BTL-2) present in the centrifuged extract obtained after culturing and disruption of E. coli cells. The desorption isotherms, obtained in the presence of detergent, allow the evaluation of enzyme-solid interaction for the different substrates, making it possible to classify the degree of hydrophobicity of different hydrophobic supports applied to the purification of proteins. The results indicated higher enzyme-solid interaction for octyl sepharose, with greater selectivity in the adsorption process for lipase. This behavior of higher hydrophobic interaction later confirmed by high-purity lysozyme assays rather than the extract is probably due to the higher density of C8 (octyl) groups on the surface of octyl agarose with respect to C8 silica. Analysis of the results indicated that even with higher interaction, high desorption yields can be obtained for octyl agarose as a consequence of the large porosity of the particle and also of possible ionic interactions of the enzyme with the silica matrix. Thus, the particle porosity and nature of the adsorbent matrix are factors to be considered when analyzing desorption results to obtain higher protein elutriation. Despite the difficulty of desorption, the use of silica is still interesting, especially for applications of magnetic composites, due to its chemical stability and mechanical resistance. Thus, the work points out possible alternatives for the development of more efficient silica substrates for enzyme purification processes, such as higher particle porosity, higher silica matrix neutrality and preliminary tests with silica activated with less hydrophobic groups (diol ) resulting in high desorption yield of proteins, but with losses in the selectivity of the adsorption process. | eng |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Isotermas de dessorção | por |
dc.subject | Hidrofobicidade de suportes | por |
dc.subject | Purificação enzimática | por |
dc.subject | Adsorção hidrofóbica | por |
dc.subject | Lipases | por |
dc.subject | Suportes de sílica | por |
dc.subject | Octil-agarose | por |
dc.subject | Desorption isotherms | eng |
dc.subject | Hydrophobicity of supports | eng |
dc.subject | Enzymatic purification | eng |
dc.subject | Hydrophobic adsorption | eng |
dc.subject | Silica supports | eng |
dc.subject | Octyl sepharose | eng |
dc.title | Avaliação de suportes hidrofóbicos aplicados à purificação de enzimas | por |
dc.title.alternative | Evaluation of hydrophic supports applied to enzyme purification | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.contributor.advisor1 | Giordano, Raquel de Lima Camargo | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/9695542424889786 | por |
dc.description.resumo | As enzimas são catalisadores biológicos que apresentam diversas aplicações, representando perspectivas interessantes para uso em diversos ramos da indústria, entre eles: agroindústria, biocombustíveis e farmacêutico. No entanto, a recuperação de enzimas do caldo de cultivo é geralmente a etapa mais cara de um processo de produção, pois elas estão presentes em baixa concentração em uma mistura complexa de moléculas. Assim, é crucial usar processos de purificação apropriados (seletivos, eficientes e baratos) para separar essas biomoléculas de alto valor agregado de extratos complexos. O objetivo desse trabalho foi verificar a influência do grau de hidrofobicidade de diferentes materiais em processos de adsorção hidrofóbica, de modo a caracterizar a interação enzima-sólido além de avaliar possibilidades de aplicação com principal foco na purificação de biomoléculas. O processo de dessorção das proteínas foi avaliado de modo criterioso pela obtenção de isotermas com a presença de detergente TRITON-X-100. Inicialmente, adsorventes constituídos de matrizes de sílica funcionalizados com grupos carbono (C1 e C8) e Octil-agarose foram testados na adsorção de lipase de Bacillus thermocatenulatus (BTL2) recombinante presente em extrato centrifugado obtido após cultivo e rompimento de células de E. coli. As isotermas de dessorção, obtidas na presença de detergente, permitem avaliar interação enzima-sólido para os diferentes suportes, possibilitando classificar o grau de hidrofobicidade de diferentes suportes hidrofóbicos aplicados à purificação de proteínas. Os resultados indicaram maior interação enzima-sólido para Octil-agarose, com maior seletividade no processo de adsorção para a lipase. Esse comportamento de maior interação hidrofóbica posteriormente confirmado pela realização de ensaios com lisozima em alta pureza ao invés do extrato, provavelmente se deve à maior densidade de grupos C8 (Octil) existentes na superfície da Octil-agarose com relação à sílica-C8. A análise dos resultados indicou que mesmo com maior interação, rendimentos elevados de dessorção podem ser obtidos para Octil-agarose em consequência da grande porosidade da partícula e ainda de possíveis interações iônicas da enzima com a matriz de sílica. Assim, a porosidade da partícula e natureza da matriz adsorvente são fatores a serem considerados ao analisar resultados de dessorção para obtenção de maior elutriação de proteínas. Apesar da dificuldade de dessorção, a utilização de sílica ainda assim é interessante, principalmente para aplicações de compósitos magnéticos, devido à sua estabilidade química e resistência mecânica. Assim, o trabalho aponta possíveis alternativas para desenvolvimento de suportes de sílica mais eficientes para processos de purificação de enzimas, como por exemplo, maior porosidade de partícula, maior neutralidade da matriz de sílica e ainda ensaios preliminares com sílica ativada com grupos menos hidrofóbicos (diol) resultando em elevado rendimento de dessorção de proteínas, porém com perdas na seletividade do processo de adsorção. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQ | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA | por |
dc.description.sponsorshipId | CNPq: 371939/2017-8 | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/1899922534133807 | por |