Clonagem e caracterização enzimática de uma lipase isolada de uma biblioteca metagenômica de terra preta de índio

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Carmo, Edson Júnior
Data de Publicação: 2017
Outros Autores: http://lattes.cnpq.br/5780309549588357
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM
Texto Completo: http://tede.ufam.edu.br/handle/tede/5709
Resumo: O avanço das tecnologias moleculares no campo científico, possibilitou o desenvolvimento de diversas formas de acesso ao material genético dos organismos, de forma a ser possível localizar, mapear, isolar, caracterizar e decodificar os genes alvo de um indivíduo particular ou de um conjunto de indivíduos coexistentes em um ambiente específico. Estudos metagenômicos são bastante promissores em diversas áreas da biotecnologia, como nas descobertas de novas moléculas de interesse biotecnológico industrial, na investigação de novos antibióticos e fármacos, na biorremediação de ambientes impactados com metais tóxicos e na prospecção de enzimas diversas. O objetivo deste trabalho foi caracterizar enzimaticamente uma enzima lipase previamente rastreada de uma Biblioteca Metagenômica de Terra Preta de Índio. A sequência correspondente ao gene de lipase foi isolada da biblioteca metagenômica, clonada e expressada em Pichia pastoris sob controle do promotor PGK. A lipase recombinante foi caracterizada pela atividade de hidrólise de substratos lipídicos e capacidade de síntese em solvente orgânico. Análises in silico da sequência proteica inferem a identificação de uma lipase extracelular pertencente à / - hidrolase e com função molecular para atividade lipásica. A enzima foi produzida eficientemente em P. pastoris e a lipase recombinante apresentou atividade de 374,59 U/mL hidrolisando p-nitrofenil palmitato, Vmax(ap.) 143,4 U/mL.min-1, Km(ap.) 1,4 mM e Kcat(ap.) 103,7 S-1. A enzima possuiu atividade máxima em pH 8,0, temperatura 90 ºC e se manteve estável em altas temperaturas. A capacidade de síntese foi avaliada pela formação de laurato de etila pela reação de esterificação do ácido láurico com etanol apresentando rendimento de 70% em 45 minutos de reação. A proteína recombinante se caracteriza como uma enzima alcalina, termotolerante, ativada por cálcio, EDTA e detergentes.
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O objetivo deste trabalho foi caracterizar enzimaticamente uma enzima lipase previamente rastreada de uma Biblioteca Metagenômica de Terra Preta de Índio. A sequência correspondente ao gene de lipase foi isolada da biblioteca metagenômica, clonada e expressada em Pichia pastoris sob controle do promotor PGK. A lipase recombinante foi caracterizada pela atividade de hidrólise de substratos lipídicos e capacidade de síntese em solvente orgânico. Análises in silico da sequência proteica inferem a identificação de uma lipase extracelular pertencente à / - hidrolase e com função molecular para atividade lipásica. A enzima foi produzida eficientemente em P. pastoris e a lipase recombinante apresentou atividade de 374,59 U/mL hidrolisando p-nitrofenil palmitato, Vmax(ap.) 143,4 U/mL.min-1, Km(ap.) 1,4 mM e Kcat(ap.) 103,7 S-1. A enzima possuiu atividade máxima em pH 8,0, temperatura 90 ºC e se manteve estável em altas temperaturas. A capacidade de síntese foi avaliada pela formação de laurato de etila pela reação de esterificação do ácido láurico com etanol apresentando rendimento de 70% em 45 minutos de reação. A proteína recombinante se caracteriza como uma enzima alcalina, termotolerante, ativada por cálcio, EDTA e detergentes.The advancement of molecular technologies in the scientific field has enabled the development of various forms of access to the genetic material of organisms in order to locate, map, isolate, characterize and decode the target genes of a particular individual or a set of individuals coexisting in a specific environment. Metagenomic studies are very promising in several areas of biotechnology, such as the discovery of new molecules of industrial biotechnological interest, the investigation of new antibiotics and drugs, the bioremediation of environments impacted with toxic metals and the prospection of various enzymes. The objective of this work was characterize enzymatically a previously screened lipase enzyme from Metagenomic Library of Terra Preta de Índio. Lipase gene sequence was isolated from the metagenomic library and expressed in Pichia pastoris under control of PGK promoter. Recombinant lipase was characterized by hydrolysis activity of lipid substrates and synthesis ability in organic solvent. In silico analyzes infer the identification of extracellular lipase belonging to the lipase family, superfamily -hydrolase and lipase activity molecular function. Enzyme was efficiently produced in P. pastoris and recombinant lipase showed activity of 374.59 U/mL hydrolyzing p-nitrophenyl palmitate, Vmax (ap.) 143,4 U/mL.min-1, Km (ap.) 1,4 mM and Kcat (ap.) 103,7 S-1. Enzyme had maximum activity at pH 8.0, temperature 90 ºC and remained stable at high temperatures. Synthesis ability was evaluated by the formation of ethyl laurate by esterification reaction of lauric acid with ethanol, yielding 70% conversion in 45 minutes. Recombinant protein is characterized as an alkaline, thermotolerant, activated by calcium, EDTA e detergents.CAPESUniversidade Federal do AmazonasInstituto de Ciências BiológicasBrasilUFAMPrograma de Pós-Graduação em BiotecnologiaSpartaco, Astolfi Filhohttp://lattes.cnpq.br/2699190136695057Spartaco, Astolfi Filhohttp://lattes.cnpq.br/2699190136695057Carmo, Edson Júniorhttp://lattes.cnpq.br/57803095495883572017-06-23T13:18:48Z2017-04-05info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfCARMO, Edson Junior. Clonagem e caracterização enzimática de uma lipase isolada de uma biblioteca metagenômica de terra preta de índio. 2017. 152 f. Tese (Doutorado em Biotecnologia) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2017.http://tede.ufam.edu.br/handle/tede/5709porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAMinstname:Universidade Federal do Amazonas (UFAM)instacron:UFAM2017-06-24T05:04:09Zoai:https://tede.ufam.edu.br/handle/:tede/5709Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://200.129.163.131:8080/PUBhttp://200.129.163.131:8080/oai/requestddbc@ufam.edu.br||ddbc@ufam.edu.bropendoar:65922017-06-24T05:04:09Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM - Universidade Federal do Amazonas (UFAM)false
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