Produção e purificação integrada de protease fibrinolítica de Mucor subtilissimus UCP 1262 / Integrated production and purification of fibrinolytic protease from Mucor subtilissimus UCP 1262

As enzimas fibrinolíticas podem ser obtidas de micro-organismos por meio de processos fermentativos. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a produção e extração integrada da protease fibrinolítica de Mucor subtilissimus UCP 1262 usando sistema de duas fases aquosas (SDFA). O processo integrado foi realizado para avaliar a produção, partição e recuperação da protease fibrinolítica, segundo planejamento experimental 23, utilizando como variáveis independentes a massa molar do polietileno glicol (PEG), a concentração do PEG e a concentração do sulfato de sódio. A maior atividade fibrinolítica (15,40U/mL) foi obtida na fase rica em sulfato de sódio no ensaio composto por 10% de sal e 18% de PEG 8000 (g/mol). Recuperações superiores a 80% foram obtidas. A protease fibrinolítica apresentou pH ótimo 7,0, estabilidade entre os pH 6,0 e 8,5, temperatura ótima 50°C, sendo estável de 10°C a 50°C. A enzima foi classificada como uma serino protease, com massa molecular de 52kDa. Como resultado, o processo é notavelmente eficaz para pré-purificar a protease fibrinolítica com baixo custo e rapidez significativa. Quando comparada a outras técnicas de produção e purificação isoladas, a fermentação extrativa é um processo digno a ser substituto das etapas iniciais de separação convencionais.(AU)

Fibrinolytic enzymes can be obtained from microorganisms through fermentative processes. The study aimed to evaluate the fibrinolytic protease production and integrated extraction from Mucor subtilissimus UCP 1262 by extractive fermentation using Aqueous Two-Phase Systems (ATPS). The integrated process was carried out to assess the production, partition and fibrinolytic enzyme recovery, according to a 2 3 -experimental design, using as independent variables Polyethylene glycol (PEG) molar mass, PEG and sodium sulphate concentration, concentration. The highest fibrinolytic activity (15.40U/mL) was obtained in sodium sulfate rich phase in the assay comprising of 10% of salt and 18% of PEG 8000 (g/mol). Yield greater than 80% was obtained. The fibrinolytic protease presented optimum pH 7.0 and stability between pH 6.0 and 8.5, and optimum temperature 50°C, stable between 10°C to 50°C. The enzyme was classified as a serine-protease with 52kDa of molecular weight. As a result, the process is remarkably effective to pre-purify the fibrinolytic protease with a low cost and significantly faster processing time. When compared to other isolated production and purification techniques the extractive fermentation is worthy of being a candidate to replace the initial stages of conventional separation processes.(AU)

Produção e caracterização de protease fibrinolítica de Streptomyces parvulus DPUA 1573 / Production and characterization of fibrinolytic protease from Streptomyces parvulus DPUA 1573

As proteases fibrinolíticas são capazes de degradar coágulos de fibrina formados dentro dos vasos sanguíneos, evitando a trombose intravascular. Em animais, a tromboflebite, que acomete frequentemente os equinos, ocasiona, em seus casos graves, a obstrução jugular e também um edema de laringe, derivando a obstrução das vias aéreas, o que possibilita um edema cerebral, ocorrendo o óbito do animal. Devido ao fato de o tratamento ser de custo elevado, faz-se necessária a investigação de outras fontesde proteases fibrinolíticas com custos menores e com menos efeitos colaterais. Diante disso, este estudo tem como objetivo produzir e caracterizar proteases fibrinolíticas obtidas de Streptomyces parvulus DPUA 1573. Para produção da enzima, foi utilizado um planejamento fatorial 24 avaliando a concentração da farinha de soja (0,5, 1,0 e 1,5%) e da glicose (0, 0,5 e 1,0g/L), temperatura (28, 32 e 37ºC) e agitação (150, 200 e 250rpm) sobre a biomassa e a atividade fibrinolítica. Pode-se verificar que a protease fibrinolítica apresentou atividade máxima (835U/mL) nas condições de concentração de 1,5% de soja, 1g/L de glicose, 28°C e 150rpm com 48 horas de fermentação. A protease fibrinolítica obtida teve temperatura e pH ótimos de 55°C e pH 9,0, respectivamente. A atividade enzimática foi inibida pelo EDTA, pelo íon Fe2+ e pelo SDS, o que indicou a enzima ser uma metaloprotease. A linhagem Streptomyces parvulus DPUA 1573 foi capaz de produzir protease fibrinolítica, possuindo características bioquímicas favoráveis à aplicação na medicina veterinária e possivelmente humana.(AU)

Fibrinolytic proteases are able to degrade fibrin clot formed in the blood vessel, avoiding intravascular thrombosis. In animals, thrombophlebitis often affects horses, and in severe cases causes obstruction of the jugular and laryngeal edema leading to airway obstruction allowing cerebral edema resulting in the death of the animal. Since treatment is costly, the investigation of other sources of fibrinolytic proteases at lower cost and with fewer side effects is needed. Thus, this study aims to produce and characterize fibrinolytic proteases from Streptomyces parvulus DPUA 1573. For enzyme production, a factorial design was performed to evaluate 24 soybean flour concentration (0.5, 1.0 and 1.5%) and glucose (0, 0.5 and 1.0g/L), temperature (28, 32 and 37°C) and agitation (150, 200 and 250rpm) on biomass and fibrinolytic activity. Fibrinolytic protease showed maximum activity (835 U/mL) under these conditions: 1.5% soybean flour, 1g/L glucose, 28°C, and 150rpm 48 hours of fermentation. The optimal temperature was 55°C and optimal pH was 9.0. Fibrinolytic protease activity was inhibited by EDTA, the ion Fe2+, and by SDS, which indicated that the enzyme is a metallo-protease. The strain Streptomyces parvulus DPUA 1573 was able to produce fibrinolytic protease with biochemical characteristics favorable for application in veterinary and human medicine.(AU)