Descoloração de azul de bromofenol utilizando peroxidase imobilizada em pó de sabugo de milho altamente ativado / Bromofhenol blue discoloration using peroxidase immobilized on highly activated corncob powder

The aim of the present study was to evaluate the efficacy of peroxidase immobilized on corncob powder for the discoloration of dye. Peroxidase was extracted from soybean seed coat, followed by amination of the surface of the tertiary structure. The aminated peroxidase was immobilized on highly activated corncob powder and employed for the discoloration of bromophenol blue. Amination was performed with 10 or 50 mmol.L-1 carbodiimide and 1 mol.L-1 ethylenediamine. The amount of protein in the extract was 0.235 ± 0.011 mg.mL-1 and specific peroxidase activity was 86.06 ± 1.52 μmol min-1. mg -1 , using 1 mmol.L-1 ABTS as substrate. Ten mmol.L-1 and 50 mmol.L-1 aminated peroxidase retained 88 and 100% of the initial activity. Following covalent immobilization on a corncob powder-glyoxyl support, 10 and 50 mmol.L-1 aminated peroxidase retained 74 and 86% of activity, respectively. Derivatives were used for the discoloration of 0.02 mmol.L-1 bromophenol blue solution. After 30 min, 93 and 89% discoloration was achieved with the 10 mmol.L-1 and 50 mmol.L-1 derivatives, respectively. Moreover, these derivatives retained 60% of the catalytic properties when used three times. Peroxidase extracted from soybean seed coat immobilized on a low-cost corncob powder support exhibited improved thermal stability.

Nesta pesquisa a enzima peroxidase foi extraída do tegumento de sementes de soja, e a superfície da estrutura terciária foi aminada. A peroxidase aminada foi imobilizada em suporte pó de sabugo de milho altamente ativado e utilizado na descoloração de azul de bromofenol. A aminação da peroxidase foi realizada com carbodiimida em concentrações de 10 e 50 mmol.L-1 , e 1 mol.L-1 de etilenodiamina. A quantidade de proteínas no extrato foi de 0,235 ± 0,011 mg.mL-1 , e a atividade específica da peroxidase foi 86,06 ± 1,52 μmol min-1 .mg-1, usando 1 mmol.L-1 de ABTS como substrato. A peroxidase aminada a 10 mmol.L-1 reteve 88% e a aminada a 50 mmol.L-1 reteve 100% da atividade inicial. As peroxidases aminadas a 10 ou 50 mmol.L-1 foram covalentemente imobilizadas em suporte glioxil-pó de sabugo de milho com atividade recuperada de 74% e 86%, respectivamente. Os derivados obtidos foram utilizados na descoloração de solução de azul de bromofenol 0,02 mmol.L-1 . Após 30 min 93% de descoloração foram alcançados com o derivado glioxil-pó de sabugo de milho com a peroxidase aminada 10 mmol.L-1 e 89% com a aminada 50 mmol.L-1 . Estes derivados mantiveram 60% das propriedades catalíticas, quando utilizado por três vezes. A peroxidase extraída do tegumento da semente de soja imobilizada em suporte de baixo custo pó de sabugo de milho apresentou melhoria na estabilidade térmica da enzima.

Produção de glicose e frutose por invertase de Saccharomyces cerevisiae imobilizada em suporte MANAE-Agarose / Glucose and Fructose Production by Saccharomyces cerevisiae Invertase Immobilized on MANAE-Agarose Support

Invertase from Saccharomyces cerevisiae was immobilized on agarose beads, activated with various groups (glyoxyl, MANAE or glutaraldehyde), and on some commercial epoxy supports (Eupergit and Sepabeads). Very active and stable invertase derivatives were produced by the adsorption of the enzyme on MANAE-agarose, MANAE-agarose treated with glutaraldhyde and glutaraldehyde-agarose supports. At pH 5.0, these derivatives retained full activity after 24h at 40 ºC and 50 ºC. When assayed at 40 °C and 50 °C, with the pH adjusted to 7.0, the invertase-MANAE-agarose derivative treated with glutaraldehyde retained 80% of the initial activity. Recovered activities of the derivatives produced with MANAE, MANAE treated with glutaraldehyde and glutaraldehyde alone were 73.5%, 44.4% and 36.8%, respectively. These three preparations were successfully employed to produce glucose and fructose in 3 cycles of sucrose hydrolysis.

Invertase de Saccharomyces cerevisiae foi imobilizada em agarose ativada com diferentes grupos (glioxil, MANAE ou glutaraldeído) e suportes epóxidos comerciais (Eupergit e Sepabeads). Derivados de invertase ativos e estabilizados foram produzidos pela adsorção da enzima em suportes MANAE-agarose, MANAE-agarose tratado com glutaraldeído e glutaraldeído-agarose. Em pH 5,0 estes derivados retiveram total atividade até 24h a 40 ºC e 50 ºC. Quando os ensaios foram a 40 °C e 50 °C com o pH alterado para 7,0, o derivado invertase-MANAE-agarose tratado com glutaraldeído apresentou 80% da atividade inicial. As atividades recuperadas dos derivados foram 73,5%, 44,4% e 36,8%, respectivamente para MANAE, MANAE tratado com glutaraldeído e glutaraldeído. Essas três preparações foram empregadas com sucesso em 3 ciclos de hidrólise da sacarose para produzir glicose e frutose.

Fontes de carbono de baixo custo para a produção de xilanase termoestável por Aspergillus niger / Low-cost carbon sources for the production of a thermostable xylanase by Aspergillus niger

A strain of the filamentous fungus Aspergillus niger was isolated and shown to possess extracellular xylanolytic activity. These enzymes have biotechnological potential and can be employed in various industries. This fungus produced its highest xylanase activity in a medium made up of 0.1% CaCO3, 0.5% NaCl, 0.1% NH4Cl, 0.5% corn steep liquor and 1% carbon source, at pH 8.0. A low-cost hemicellulose residue (powdered corncob) proved to be an excellent inducer of the A. niger xylanolytic complex. Filtration of the crude culture medium with suspended kaolin was ideal for to clarify the extract and led to partial purification of the xylanolytic activity. The apparent molecular mass of the xylanase was about 32.3 kDa. Maximum enzyme activity occurred at pH 5.0 and 55-60ºC. Apparent Km was 10.41 ± 0.282 mg/mL and Vmax was 3.32 ± 0.053 U/mg protein, with birchwood xylan as the substrate. Activation energy was 4.55 kcal/mol and half-life of the crude enzyme at 60ºC was 30 minutes. Addition of 2% glucose to the culture medium supplemented with xylan repressed xylanase production, but in the presence of xylose the enzyme production was not affected.

Uma linhagem do fungo filamentoso Aspergillus niger foi isolada e apresentou atividade xilanolítica extracelular. Estas enzimas possuem grande potencial biotecnológico e podem ser aplicadas em diversas indústrias. O fungo produziu sua maior atividade de xilanase em um meio contendo CaCO3 0,1%, NaCl 0,5%, NH4Cl 0,1%, 0,5% água de maceração de milho e 1% de fonte de carbono, em pH 8,0. Um resíduo lignocelulósico de baixo custo (sabugo de milho em pó) mostrou ser um excelente indutor do complexo xilanolítico em A. niger. A filtração do extrato cru com caulim foi ideal para a clarificação do extrato e levou à purificação parcial da enzima. A massa molecular aparente da xilanase foi de 32,3 kDa. A máxima atividade da enzima ocorreu em pH 5,0 e a 55-60ºC. O Km aparente foi de 10,41 ± 0,282 mg/mL e a Vmax foi de 3,32 ± 0,053 U/mg proteína, utilizando-se xilana birchwood como substrato. A energia de ativação foi de 4,55 kcal/mol, e a meia-vida da enzima a 60ºC foi de 30 minutos. A adição de 2% de glicose ao meio de cultura suplementado com xilana reprimiu a produção de xilanase, mas em presença de xilose a produção da enzima não foi afetada.

Cyclodextrin glycosyltransferase production by new Bacillus sp. strains isolated from brazilian soil / Produção de ciclodextrina glicosiltransferase por novas cepas de Bacillus sp. isoladas de solo brasileiro

Three strains of Bacillus sp. (BACRP, BACNC-1 and BACAR) were isolated from soil adhered to cassava husk. CGTase specific activity for the three isolated strains was higher when cultivated at 40¨¬C. Potato starch, cassava starch, maltodextrin and glucose were used as carbon source and growth temperatures varied from 25 to 55¨¬C. The three isolates presented higher CGTase specific activity when cultivated with potato starch at 40¨¬C. Isolated BACRP and BACAR presented specific activity of 4.0x10-3 and 2.2x10-3 U/mg prot at pH 7.0, respectively, when cultivated in mediums added with NaCl 2 percent; at pH 10,0 their activities were of 3.4x10-3 and 3.0x10-3 U/mg prot, respectively, in the same concentration of NaCl. On the other hand, the isolated BACNC-1 presented activity specific of 2.4x10-3 U/mg prot when cultivated at pH 7.0 added of NaCl 1 percent, and at pH 10.0 the specific activity was of 3.4x10-3 U/mg prot without NaCl addition. This work also showed the presence of cyclodextrins formed during fermentation process and that precipitation with acetone or lyophilization followed by dialysis was efficient at removing CDs (cyclodextrins), thus, eliminating interference in the activity assays. The enzyme produced by the BACAR strain was partially purified and ¥â-CD was liberated as a reaction product.

Três linhagens de Bacillus sp (BACRP, BACNC- 1 e BACAR) foram isoladas a partir de solo aderido em casca de mandioca. Foram utilizados amido de batata, amido de mandioca, maltodextrina e glicose como fonte de carbono, e temperaturas de crescimento de 25-55¨¬C, sendo que os três isolados apresentaram maior atividade específica de CGTase quando cultivados com amido de batata a 40¨¬C. Em pH 7,0 os isolados BACRP e BACAR apresentaram atividade específica de 4,0x 10-3 e 2,2x10-3 U/mg prot, respectivamente, quando cultivados em meios acrescidos de 2 por cento de NaCl; em pH 10,0 suas atividades foram de 3,4x10-3 e 3,0x10-3 U/mg prot na mesma concentração de NaCl. Por outro lado, o isolado de BACNC-1 apresentou atividade específica 2,4x10-3 U/mg prot quando cultivado em pH 7,0 acrescido de 1 por cento de NaCl, e em pH 10,0 sua atividade específica foi de 3,4x10-3 U/mg prot sem adição de NaCl. Também foi demonstrada neste trabalho que ciclodextrinas são formadas durante o processo fermentativo, e que a precipitação com acetona ou liofilização seguida de diálise foram eficientes na remoção destas CDs, eliminando sua interferência nos ensaios enzimáticos. A enzima produzida pela cepa BACAR foi purificada parcialmente liberando b-CD como produto da reação.

Cyclodextrin glycosyltransferase from Bacillus licheniformis: optimization of production and its properties

Cyclodextrin glycosyltransferase (EC 2.4.1.19) is an enzyme that produces cyclodextrins from starch via an intramolecular transglycosylation reaction. An alkalophilic Bacillus strain, isolated from cassava peels, was identified as Bacillus licheniformis. CGTase production by this strain was better when potato starch was used as carbon source, followed by cassava starch and amylopectin. Glucose and amylose, on the other hand, acted as synthesis repressors. When the cultivation was supplemented with sodium ions and had the pH adjusted between 6.0 and 9.0, the microorganism maintained the growth and enzyme production capacity. This data is interesting because it contradicts the concept that alkalophilic microorganisms do not grow in this pH range. After ultrafiltration-centrifugation, one protein of 85.2 kDa with CGTase activity was isolated. This protein was identified in plates with starch and phenolphthalein. Determination of the optimum temperature showed higher activities at 25°C and 55°C, indicating the possible presence of more than one CGTase in the culture filtrate. Km and Vmax values were 1.77 mg/mL and 0.0263 U/mg protein, respectively, using potato starch as substrate.

Ciclodextrina glicosiltransferase (EC 2.4.1.19) é uma enzima que produz ciclodextrinas a partir de amido via transglicosilação intramolecular. Uma cepa de Bacillus alcalofílico, isolada de cascas de mandioca, foi identificada como Bacillus licheniformis. A produção de CGTase por esta cepa foi melhor quando amido de batata foi utilizado como fonte de carbono, seguido por amido de mandioca e amilopectina. Glicose e amilose, por outro lado, atuaram como repressor de síntese desta enzima. Quando o cultivo foi suplementado com íons sódio e teve o pH ajustado entre 6,0 e 9,0, o microrganismo manteve a capacidade de crescimento e de produção da enzima. Este dado é interessante pois contraria o conceito de que microrganismos alcalofílicos não apresentam crescimento nesta faixa de pH. Após ultrafiltração-centrifugação, uma proteína de 85,2 kDa com atividade de CGTase foi isolada. Esta proteína foi identificada em placas contendo amido e fenolftaleína. A determinação da temperatura ótima mostrou atividades mais elevadas em 25°C e 55°C, indicando a possível presença de mais de uma CGTase no filtrado de cultura. Valores de Km e Vmax foram 1,77 mg/mL e 0,0263 U/mg proteína, respectivamente, usando amido de batata como substrato.

Partial purification and properties of cellulase-free alkaline xylanase produced by Rhizopus stolonifer in solid-state fermentation

Rhizopus stolonifer foi cultivado em meio de farelo de trigo para produzir uma xilanase alcalina celulase-free. Uma amostra parcialmente purificada desta enzima foi obtida após cromatografia de exclusão molecular em Sephacryl S–200 HR. A temperatura ótima de hidrólise determinada (45º C) está dentro do intervalo citado na literatura (45º C a 60º C) para xilanases microbianas. Quanto ao pH ótimo, a amostra obtida apresentou atividades máximas em pH 6,0 e 9,0. Estes dados diferem da literatura, uma vez que o pH ótimo citado para a maioria das xilanases estudadas varia entre 4,0 e 5,5. De acordo com os estudos cinéticos realizados, a xilanase apresentou maior Vmax em pH 9,0 (0,87 µmol/mg proteína) e menor Km em pH 6,0 (7,42 mg/mL). Os dois pHs ótimos determinados podem indicar a presença de isoformas desta enzima. Estes dados são interessantes pelo fato de que enzimas xilanolíticas alcalinas celulase-free podem ser utilizadas para o biobranqueamento da polpa na indústria de papel.

Isolation of natural inhibitors of papain obtained from Carica papaya latex

Este trabalho apresenta novos dados sobre inibidores naturais de papaína. O látex fresco de frutos verdes de Carica papaya foi coletado pela manhã em plantações da região de Araraquara, SP, Brasil e imediatamente transportado ao laboratório em banho de gelo. Três frações com efeito inibitório da atividade esterásica da papaína foram isoladas a partir do látex fresco, através de diálise, filtração em Sephadex G-25 e cromatografia em SP-Sephadex C-25. As frações isoladas identificadas como inibidores I e II, mostraram reação negativa à ninidrina; entretanto, a fração identificada como P-III mostrou reação positiva. Dados cinéticos revelaram inibição não-competitiva (inibidor I) e incompetitiva (inibidores II e P-III).