ABSTRACT
The viscera and other residues from fish processing are commonly discarded by the fishing industry. These byproducts can be a source of digestive enzymes with industrial and biotechnological potential. In this study, we aimed at the extraction, characterization, and application of acidic proteases from the stomach of Carangoides bartholomaei (Cuvier, 1833). A crude extract from the stomachs was obtained and submitted to a partial purification process by salting-out, which obtained a Purified Extract (PE) with a specific proteolytic activity of 54.0 U·mg-1. A purification of 1.9 fold and a yield of 41% were obtained. The PE presents two isoforms of acidic proteases and a maximum proteolytic activity at 45 °C and pH 2.0. The PE acidic proteolytic activity was stable in the pH range of 1.5 to 7.0 and temperature from 25 °C to 50 °C. Purified Extract kept 35% of its proteolytic activity at the presence of NaCl 15% (m/v) but was totally inhibited by pepstatin A. Purified Extract aspartic proteases presented high activity in the presence of heavy metals such as Cd2+, Hg2+, Pb2+, Al3+, and Cu2+. The utilization of PE as an enzymatic addictive in the collagen extraction from Nile tilapia scales has doubled the process yield. The results indicate the potential of these aspartic proteases for industrial and biotechnological applications.
As vísceras e outros resíduos do processamento de peixes são geralmente descartados pela indústria pesqueira. Esses resíduos podem ser uma fonte de enzimas digestivas com potencial industrial e biotecnológico. Neste estudo, objetivamos a extração, caracterização e aplicação de proteases aspárticas do estômago de Carangoides bartholomaei (Cuvier, 1833). Um extrato bruto do estômago foi obtido e submetido a um processo de purificação parcial, que obteve um Extrato Purificado (EP) com uma atividade proteolítica específica de 54,0 U·mg-1. Foi obtida uma purificação de 1,9 vezes e um rendimento de 41%. O EP apresenta duas isoformas de proteases ácidas e atividade proteolítica máxima a 45 °C e pH 2,0. A atividade proteolítica do EP foi estável na faixa de pH de 1,5 a 7,0 e temperatura de 25 °C a 50 °C. O EP manteve 35% de sua atividade proteolítica na presença de NaCl a 15% (m/v), mas foi totalmente inibida pela pepstatina A. As proteases ácidas do EP apresentaram alta atividade na presença de metais pesados como o Cd2+, Hg2+, Pb2+, Al3+ e Cu2+. A utilização de EP como aditivo enzimático na extração de colágeno a partir de escamas de tilápia do Nilo dobrou o rendimento do processo. Os resultados indicam um potencial dessas proteases para aplicações industriais e biotecnológicas.
Subject(s)
Peptide Hydrolases , Stomach , Temperature , Hydrogen-Ion ConcentrationABSTRACT
The viscera and other residues from fish processing are commonly discarded by the fishing industry. These by products can be a source of digestive enzymes with industrial and biotechnological potential. In this study, we aimed at the extraction, characterization, and application of acidic proteases from the stomach of Carangoides bartholomaei (Cuvier, 1833). A crude extract from the stomachs was obtained and submitted to a partial purification process by salting-out, which obtained a Purified Extract (PE) with a specific proteolytic activity of 54.0 U·mg-¹. A purification of 1.9 fold and a yield of 41% were obtained. The PE presents two isoforms of acidic proteases and a maximum proteolytic activity at 45 °C and pH 2.0. The PE acidic proteolytic activity was stable in the pH range of 1.5 to 7.0 and temperature from 25 °C to 50 °C. Purified Extract kept 35% of its proteolytic activity at the presence of NaCl 15% (m/v) but was totally inhibited by pepstatin A. Purified Extract aspartic proteases presented high activity in the presence of heavy metals such as Cd2+, Hg2+, Pb2+, Al3+, and Cu2+. The utilization of PE as an enzymatic addictive in the collagen extraction from Nile tilapia scales has doubled the process yield. The results indicate the potential of these aspartic proteases for industrial and biotechnological applications.
As vísceras e outros resíduos do processamento de peixes são geralmente descartados pela indústria pesqueira. Esses resíduos podem ser uma fonte de enzimas digestivas com potencial industrial e biotecnológico. Neste estudo, objetivamos a extração, caracterização e aplicação de proteases aspárticas do estômago de Carangoides bartholomaei (Cuvier, 1833). Um extrato bruto do estômago foi obtido e submetido a um processo de purificação parcial, que obteve um Extrato Purificado (EP) com uma atividade proteolítica específica de 54,0 U·mg-¹. Foi obtida uma purificação de 1,9 vezes e um rendimento de 41%. O EP apresenta duas isoformas de proteases ácidas e atividade proteolítica máxima a 45 °C e pH 2,0. A atividade proteolítica do EP foi estável na faixa de pH de 1,5 a 7,0 e temperatura de 25 °C a 50 °C. O EP manteve 35% de sua atividade proteolítica na presença de NaCl a 15% (m/v), mas foi totalmente inibida pela pepstatina A. As proteases ácidas do EP apresentaram alta atividade na presença de metais pesados como o Cd2+, Hg2+, Pb2+, Al3+ e Cu2+. A utilização de EP como aditivo enzimático na extração de colágeno a partir de escamas de tilápia do Nilo dobrou o rendimento do processo. Os resultados indicam um potencial dessas proteases para aplicações industriais e biotecnológicas.
Subject(s)
Animals , Collagen/analysis , Stomach , Pepsin A/analysis , Perciformes , Viscera/enzymology , Aspartic Acid Proteases/analysisABSTRACT
Abstract The viscera and other residues from fish processing are commonly discarded by the fishing industry. These by-products can be a source of digestive enzymes with industrial and biotechnological potential. In this study, we aimed at the extraction, characterization, and application of acidic proteases from the stomach of Carangoides bartholomaei (Cuvier, 1833). A crude extract from the stomachs was obtained and submitted to a partial purification process by salting-out, which obtained a Purified Extract (PE) with a specific proteolytic activity of 54.0 Umg-1. A purification of 1.9 fold and a yield of 41% were obtained. The PE presents two isoforms of acidic proteases and a maximum proteolytic activity at 45 °C and pH 2.0. The PE acidic proteolytic activity was stable in the pH range of 1.5 to 7.0 and temperature from 25 °C to 50 °C. Purified Extract kept 35% of its proteolytic activity at the presence of NaCl 15% (m/v) but was totally inhibited by pepstatin A. Purified Extract aspartic proteases presented high activity in the presence of heavy metals such as Cd2+, Hg2+, Pb2+, Al3+, and Cu2+. The utilization of PE as an enzymatic addictive in the collagen extraction from Nile tilapia scales has doubled the process yield. The results indicate the potential of these aspartic proteases for industrial and biotechnological applications.
Resumo As vísceras e outros resíduos do processamento de peixes são geralmente descartados pela indústria pesqueira. Esses resíduos podem ser uma fonte de enzimas digestivas com potencial industrial e biotecnológico. Neste estudo, objetivamos a extração, caracterização e aplicação de proteases aspárticas do estômago de Carangoides bartholomaei (Cuvier, 1833). Um extrato bruto do estômago foi obtido e submetido a um processo de purificação parcial, que obteve um Extrato Purificado (EP) com uma atividade proteolítica específica de 54,0 Umg-1. Foi obtida uma purificação de 1,9 vezes e um rendimento de 41%. O EP apresenta duas isoformas de proteases ácidas e atividade proteolítica máxima a 45 °C e pH 2,0. A atividade proteolítica do EP foi estável na faixa de pH de 1,5 a 7,0 e temperatura de 25 °C a 50 °C. O EP manteve 35% de sua atividade proteolítica na presença de NaCl a 15% (m/v), mas foi totalmente inibida pela pepstatina A. As proteases ácidas do EP apresentaram alta atividade na presença de metais pesados como o Cd2+, Hg2+, Pb2+, Al3+ e Cu2+. A utilização de EP como aditivo enzimático na extração de colágeno a partir de escamas de tilápia do Nilo dobrou o rendimento do processo. Os resultados indicam um potencial dessas proteases para aplicações industriais e biotecnológicas
ABSTRACT
O fenômeno do branqueamento em corais é caracterizado pela despigmentação da colônia em conseqüência da desestabilização da relação simbiótica entre o coral e as zooxantelas, resultando em perda desses simbiontes e/ou dos seus pigmentos fotossintetizantes. O presente trabalho teve como objetivo avaliar se o branqueamento das colônias do coral Siderastrea spp., observado nas poças intermareais do topo do recife de Guarajuba, ocorreu em função das variações sazonais da temperatura, salinidade e pH. A avaliação foi efetuada mediante análise da densidade das zooxantelas em amostras do coral coletadas no período de março de 2005 a março de 2006. Dentre os parâmetros analisados, a temperatura da água das poças foi o que variou mais significativamente. A densidade das zooxantelas foi maior nas colônias coletadas no mês mais frio (junho/05). Nos meses em que a temperatura da água das poças foi mais alta as contagens celulares foram baixas, evidenciando, assim, perda de zooxantelas.
Coral bleaching is a phenomenon characterized by the lack of pigmentation in the coral tissue due to the loss of the existing relationship between corals and their symbiotic zooxanthellae, resulting in loss of zooxanthellae and/or of its photosynthetic pigments. The purpose of the present work was to evaluate if bleaching of Siderastrea spp. colonies from the tidal pools of the Guarajuba Reef top, occurred as a result of seasonal variations of sea water parameters such as temperature, salinity and pH. The evaluation was based upon measurement of the density of zooxanthellae in the coral samples, which were collected in the tidal pools during low spring tides, from March 2005 to March 2006. Amongst the analyzed parameters, sea water temperature varied more significantly. Considering the density of the symbiotic zooxanthellae, the results indicated that it was higher in the colonies collected in the coldest month (June/05) of the studied period than in the other months, when water temperature in the tidal pools was warmer, thus characterizing a seasonal influence in the bleaching of coral colonies.
El fenómeno de blanqueamiento en corales se caracteriza por la despigmentación de la colonia debido a la desestabilización de la relación simbiótica entre los corales y zooxantelas, lo cual resulta en la pérdida de simbiontes y/o de sus pigmentos fotosintetizantes. El estudio tuvo como objetivo evaluar si la pérdida de color en las colonias del coral Siderastrea spp. presentes en las pozas de marea en la parte superior del arrecife de Guarajuba, se produjo en función de los cambios estacionales de temperatura, salinidad y pH. La evaluación se realizó mediante el análisis de la densidad de zooxantelas en muestras de corales recogidas de marzo de 2005 a marzo de 2006. Entre los parámetros analizados, la temperatura del agua de mar fue el que varió más significativamente. La densidad de zooxantelas fue mayor en las colonias recogidas en el mes más frío (junio/05). En los meses en que la temperatura del agua de las piscinas de marea fue mayor se evidenció la pérdida de zooxantelas.