Imobilização de β-galactosidase e L-arabinose isomerase em agarose visando a produção integrada de D-tagatose

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Aragão, Camilla Salviano Bezerra
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
Texto Completo: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/64993
Resumo: The aim of this thesis was to immobilize the enzymes Kluyveromyces lactis β-galactosidase (LAC) and Enterococcus faecium L-arabinose isomerase expressed in E. coli DH10B (LAI) onto agarose as a proposal for D-tagatose integrated production. Followed by two strategies: immobilization enzymes LAC and LAI onto agarose-based supports, DEAE (diethylaminoethyl) MANAE (Monoaminoethyl-N-Ethyl), and lastly, 6 BCL glyoxyl agarose (6 % cross-linked agarose particles). The first step of the research consisted in immobilizing the enzymes separately by adsorption on DEAE and MANAE supports in 5 mM potassium phosphate buffer, pH 7, supplemented with 0.1 mM MnCl2 at pH 7.0 and room temperature. The biocatalysts presented immobilization yield above 89 %, especially the biocatalysts immobilized in MANAE. This support was also more advantageous when observing a higher rate of bioconversion for both LAC and LAI (98.7 and 6.6 %, respectively). The LAC and LAI biocatalysts presented higher values for Vmax, 1.3 and 0.09 mM.min-1, respectively, when immobilized in MANAE and DEAE, respectively. In the second step, the enzymes LAC and LAI were immobilized via multipoint binding in support of Glyoxyl-agarose 6BCL with concentrations of aldehyde groups of 75 and 200 µmol.mL-1, in 100 mM potassium bicarbonate buffer supplemented with 0.1 M KCl and 0.1 mM MgCl2, at pH 10.0. The methodology manifested the application of biocatalysts in co-immobilization assays, since it presented immobilization yield above 98 %, and t1/2 100 and 900 min and 96 and 5.8 % bioconversions for LAC and LAI enzymes, respectively. The co-immobilized enzymes were analyzed for the integrated production of D-tagatose from D-lactose as well as cheese whey, reaching in both cases 1.4 mM of D-tagatose. Thus, the study reaches new approaches for obtaining D-tagatose.
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The biocatalysts presented immobilization yield above 89 %, especially the biocatalysts immobilized in MANAE. This support was also more advantageous when observing a higher rate of bioconversion for both LAC and LAI (98.7 and 6.6 %, respectively). The LAC and LAI biocatalysts presented higher values for Vmax, 1.3 and 0.09 mM.min-1, respectively, when immobilized in MANAE and DEAE, respectively. In the second step, the enzymes LAC and LAI were immobilized via multipoint binding in support of Glyoxyl-agarose 6BCL with concentrations of aldehyde groups of 75 and 200 µmol.mL-1, in 100 mM potassium bicarbonate buffer supplemented with 0.1 M KCl and 0.1 mM MgCl2, at pH 10.0. The methodology manifested the application of biocatalysts in co-immobilization assays, since it presented immobilization yield above 98 %, and t1/2 100 and 900 min and 96 and 5.8 % bioconversions for LAC and LAI enzymes, respectively. The co-immobilized enzymes were analyzed for the integrated production of D-tagatose from D-lactose as well as cheese whey, reaching in both cases 1.4 mM of D-tagatose. Thus, the study reaches new approaches for obtaining D-tagatose.O objetivo desta tese foi imobilizar as enzimas β-galactosidase de Kluyveromyces lactis (LAC) e L-arabinose isomerase Enterococcus faecium expressa em E. coli DH10B (LAI) em agarose como proposta para produção integrada de D-tagatose. Seguiu-se com duas estratégias: imobilização das enzimas LAC e LAI em suportes a base de agarose, DEAE (Dietilaminoetil) e MANAE (Monoaminoetil–N–Etil), e por último, Glioxil agarose 6 BCL (6 % de partículas de agarose reticulada). A primeira etapa da pesquisa consistiu em imobilizar as enzimas separadamente por adsorção em suportes DEAE e MANAE em tampão fosfato de potássio 5 mM, pH 7, suplementado com MnCl2 0,1 mM, sob pH 7,0 e temperatura ambiente. Os biocatalisadores apresentaram Rendimento de Imobilização acima de 89 %, com destaque para os biocatalisadores imobilizados em MANAE. O uso deste suporte também se mostrou mais vantajoso ao observar uma maior taxa de bioconversão, tanto para LAC como LAI (98,7 e 6,6 %, respectivamente). Os biocatalisadores LAC e LAI apresentaram valores superiores para Vmáx, 1,3 e 0,09 mM.min-1, respectivamente, quando imobilizados em MANAE e DEAE, respectivamente. Na segunda etapa desta tese, as enzimas LAC e LAI foram imobilizadas via ligação multipontual em suporte Glioxil agarose 6BCL com concentrações de grupamentos aldeído nos suportes de 75 e 200 µmol.mL-1, em tampão bicarbonato de potássio 100 mM suplementado com 0,1 M de KCl e 0,1 mM de MgCl2, sob pH 10,0. A metodologia vislumbrou a aplicação dos biocatalisadores em ensaios de co-imobilização, uma vez que apresentou rendimento de imobilização acima de 98 %, bem como t1/2 100 e 900 min e bioconverões de 96 e 5,8 % para as enzimas LAC e LAI, respectivamente. As enzimas co-imobilizadas foram analisadas quanto à produção integrada de D-tagatose a partir de D-lactose como também soro de queijo, atingindo em ambos os casos 1,4 mM de D-tagatose produzida. Assim, o estudo alcança novas vertentes para a obtenção de D-tagatose.Gonçalves, Luciana Rocha BarrosAragão, Camilla Salviano Bezerra2022-04-08T14:36:49Z2022-04-08T14:36:49Z2018info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfARAGÃO, Camilla Salviano Bezerra. Imobilização de β-galactosidase e L-arabinose isomerase em agarose visando a produção integrada de D-tagatose. 2018. 93 f. Tese (Doutorado em Biotecnologia) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/64993porreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-04-08T14:36:49Zoai:repositorio.ufc.br:riufc/64993Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2024-09-11T18:53:55.411468Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
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