Extraction of collagenolytic enzyme from fish viscera by phase partitioning (PEG/citrate) and its potential for industrial application / Extração de enzima colagenolítica das vísceras de peixes por partição de fases (PEG/citrato) e seu potencial para aplicação industrial

Internal viscera fish are potential sources of protein biomolecules of biopharmaceutical interest. However, this residue is frequently discarded inappropriately. The possibility to obtain byproducts of higher added value is a reality. Inside this view attention must be given to processes for the recovery and extraction of target molecules. However, the high cost of processing these residues is one of the obstacles to their reuse; techniques that facilitate their handling and make the process cheaper are desirable, such as extraction in a two-phase aqueous system. Thus, the aim of this study was to extract collagenolytic enzymes from common snook (Centropomus undecimalis) using a two-phase aqueous system (polyethylene glycol/citrate), according to the 24 factorial design, using as variables: molar mass of PEG (MPEG), PEG concentration (CPEG), citrate concentration (CCIT), pH, still, considering purification factor (FP), partition coefficient (K), and yield (Y). The collagenolytic activity of the crude extract was 102.41 U mg-1, after partitioning, was purified 3.91 times (MPEG: 8000; CPEG: 20.0%; CCIT: 20.0% and pH 6.0). Inhibition (U mg-1) was observed in benzamidine (22.51), TLCK (21.05), TPCK (21.29), and PMSF (23.05), signaling to be a serine-protease. The results showed the advantage of this semipurification technique as concerns to the low cost of extraction and purification, adding value to the fishing source material and allocating the residues from its processing to the industry.

Vísceras internas de peixes são fontes potenciais de biomoléculas proteicas de interesse biofarmacêutico. No entanto, esse resíduo é frequentemente descartado de forma inadequada. A possibilidade de obtenção de subprodutos de maior valor agregado é uma realidade. Dentro desta visão, atenção deve ser dada aos processos de recuperação e extração de moléculas-alvo. Como o alto custo do processamento desses resíduos é um dos obstáculos para sua reutilização, técnicas que facilitem seu manuseio e barateiem o processo são desejáveis, como a extração em sistema bifásico. Assim, o objetivo deste estudo foi extrair enzimas colagenolíticas de robalo-flecha (Centropomus undecimalis) usando sistema bifásico (polietilenoglicol/citrato), de acordo com o planejamento fatorial 24, tendo como variáveis: massa molar do PEG (MPEG), concentração de PEG (CPEG), concentração de citrato (CCIT), e pH; ainda, considerando: fator de purificação (PF), coeficiente de partição (K) e rendimento (Y) como respostas. A atividade colagenolítica do extrato bruto foi de 102,41 U mg-1. Após o particionamento, a amostra foi purificada 3,91 vezes (MPEG: 8000; CPEG: 20,0%; CCIT: 20,0% e pH 6,0), sendo inibida (U mg-1) pela benzamidina (22,51), TLCK (21,05), TPCK (21,29), e PMSF (23,08), sinalizando tratar-se de uma serino-protease. Os resultados mostraram a vantagem desta técnica de semipurificação no que diz respeito ao baixo custo de extração e purificação, valorizando a matéria-prima pesqueira e destinando os resíduos de seu processamento para a indústria.

Extraction of collagenolytic enzyme from fish viscera by phase partitioning (PEG/citrate) and its potential for industrial application / Extração de enzima colagenolítica das vísceras de peixes por partição de fases (PEG/citrato) e seu potencial para aplicação industrial

Internal viscera fish are potential sources of protein biomolecules of biopharmaceutical interest. However, this residue is frequently discarded inappropriately. The possibility to obtain byproducts of higher added value is a reality. Inside this view attention must be given to processes for the recovery and extraction of target molecules. However, the high cost of processing these residues is one of the obstacles to their reuse; techniques that facilitate their handling and make the process cheaper are desirable, such as extraction in a two-phase aqueous system. Thus, the aim of this study was to extract collagenolytic enzymes from common snook (Centropomus undecimalis) using a two-phase aqueous system (polyethylene glycol/citrate), according to the 24 factorial design, using as variables: molar mass of PEG (MPEG), PEG concentration (CPEG), citrate concentration (CCIT), pH, still, considering purification factor (FP), partition coefficient (K), and yield (Y). The collagenolytic activity of the crude extract was 102.41 U mg-1, after partitioning, was purified 3.91 times (MPEG: 8000; CPEG: 20.0%; CCIT: 20.0% and pH 6.0). Inhibition (U mg-1) was observed in benzamidine (22.51), TLCK (21.05), TPCK (21.29), and PMSF (23.05), signaling to be a serine-protease. The results showed the advantage of this semipurification technique as concerns to the low cost of extraction and purification, adding value to the fishing source material and allocating the residues from its processing to the industry.(AU)

Vísceras internas de peixes são fontes potenciais de biomoléculas proteicas de interesse biofarmacêutico. No entanto, esse resíduo é frequentemente descartado de forma inadequada. A possibilidade de obtenção de subprodutos de maior valor agregado é uma realidade. Dentro desta visão, atenção deve ser dada aos processos de recuperação e extração de moléculas-alvo. Como o alto custo do processamento desses resíduos é um dos obstáculos para sua reutilização, técnicas que facilitem seu manuseio e barateiem o processo são desejáveis, como a extração em sistema bifásico. Assim, o objetivo deste estudo foi extrair enzimas colagenolíticas de robalo-flecha (Centropomus undecimalis) usando sistema bifásico (polietilenoglicol/citrato), de acordo com o planejamento fatorial 24, tendo como variáveis: massa molar do PEG (MPEG), concentração de PEG (CPEG), concentração de citrato (CCIT), e pH; ainda, considerando: fator de purificação (PF), coeficiente de partição (K) e rendimento (Y) como respostas. A atividade colagenolítica do extrato bruto foi de 102,41 U mg-1. Após o particionamento, a amostra foi purificada 3,91 vezes (MPEG: 8000; CPEG: 20,0%; CCIT: 20,0% e pH 6,0), sendo inibida (U mg-1) pela benzamidina (22,51), TLCK (21,05), TPCK (21,29), e PMSF (23,08), sinalizando tratar-se de uma serino-protease. Os resultados mostraram a vantagem desta técnica de semipurificação no que diz respeito ao baixo custo de extração e purificação, valorizando a matéria-prima pesqueira e destinando os resíduos de seu processamento para a indústria.(AU)

Recovery of fibrinolytic and collagenolytic enzymes from fish and shrimp byproducts: potential source for biomedical applications / Recuperação de enzimas fibrinolíticas e colagenolitícas de resíduos de peixes e camarões: fonte potencial para aplicações biomédicas

Fish and shrimp industries generate a significant amount of by-products. These by-products can be used for the extraction of enzymes of biomedical interest, such as fibrinolytic and collagenolytic. Thus, this work aimed to perform a screening of fish and shrimp byproducts as sources of enzymes with fibrinolytic and collagenolytic activities and to characterize the biochemical properties of crude extracts with collagenolytic activity from Cichla ocellaris residues. Fibrinolytic enzymes were recovered with activities between 5.51 ± 0.02 U.mL-1 (Caranx crysos) and 56.16 ± 0.42 U.mL-1 (Litopenaeus vannamei), while collagenolytic enzymes were detected in a range between 6.79 ± 0.00 U.mg-1 (Trachurus lathami) and 94.35 ± 0.02 U.mg-1 (C. ocellaris). After collagenolytic screening, the selected species was C. ocellaris, being subjected to a preheating, which culminated with an increase of enzymatic activity of 35.07% (up to 127.44 ± 0.09 U.mg-1). The optimal collagenolytic activity recovered from C. ocellaris byproducts was 55 °C (thermostable between 25 and 60 °C) and 7.5 (stable between 6.5 and 11.5) for temperature and pH evaluations, respectively. The kinetic parameters were determined, obtaining Km of 5.92 mM and Vmax of 294.40 U.mg-1. The recovered enzyme was sensitive to the Cu2+, Hg2 and Pb2+ ions, being partially inhibited by phenylmethylsulphonyl fluoride (PMSF), N-p-tosyl-L-lysin chloromethyl ketone (TLCK) and Benzamidine. Furthermore, it was able to cleave native type I collagen, the most important type for industry. Thus, the recovery of biomolecules, besides offering to the industry an alternative source of active molecules, contributes to the reduction of the environmental impact, adding value to the fish product and providing a new source of income.

As indústrias de peixe e camarão geram uma quantidade significativa de subprodutos. Estes subprodutos podem ser utilizados para a extração de enzimas de interesse biomédico, como fibrinolítica e o colagenolítica. Assim, este trabalho teve como objetivo realizar uma triagem de subprodutos de peixes e camarões como fontes de enzimas com atividade fibrinolítica e colagenolítica e caracterizar as propriedades bioquímicas do extrato bruto com atividade colagenolítica a partir de resíduos de Cichla ocellaris. Enzimas fibrinolíticas foram recuperadas com atividades entre 5,51 ± 0,02 U.mL-1 (Caranx crysos) e 56,16 ± 0,42 U.mL-1 (Litopenaeus vannamei), enquanto enzimas colagenolitícas foram detectadas numa variação entre 6,79 ± 0,00 U.mg-1 (Trachurus lathami) e 94,35 ± 0,02 U.mg-1 (C. ocellaris). Após a triagem colagenolítica, a espécie selecionada foi a C. ocellaris, sendo submetida a um pré-aquecimento, o que culminou com um aumento de atividade enzimática de 35.07% (127.44 ± 0.09 U.mg-1). A atividade colagenolítica ótima recuperada de resíduos de C. ocellaris foi a 55°C (termoestável entre 25 a 60°) e 7,5 (estável entre 6,5 a 11,5) para avaliações de temperatura e de pH, respectivamente. Os parâmetros cinéticos foram determinados, obtendo-se Km de 5,92 mM e Vmax de 294,40 U.mg-1. A enzima recuperada foi sensível aos íons de Cu2+, Hg2+ e Pb2+, sendo parcialmente inibida por Fluoreto de Fenilmetilsulfonil (PMSF), N-α-tosil-L-lisina clorometil cetona (TLCK) e Benzamidina. Ainda, foi capaz de clivar o colágeno nativo tipo I, o tipo mais desejável pela indústria. Assim, a recuperação de biomoléculas, além de oferecer à indústria uma fonte alternativa de moléculas ativas, contribui para a redução do impacto ambiental, agregando valor ao produto pesqueiro e proporcionando nova fonte de renda.

Recovery of fibrinolytic and collagenolytic enzymes from fish and shrimp byproducts: potential source for biomedical applications / Recuperação de enzimas fibrinolíticas e colagenolitícas de resíduos de peixes e camarões: fonte potencial para aplicações biomédicas

Fish and shrimp industries generate a significant amount of by-products. These by-products can be used for the extraction of enzymes of biomedical interest, such as fibrinolytic and collagenolytic. Thus, this work aimed to perform a screening of fish and shrimp byproducts as sources of enzymes with fibrinolytic and collagenolytic activities and to characterize the biochemical properties of crude extracts with collagenolytic activity from Cichla ocellaris residues. Fibrinolytic enzymes were recovered with activities between 5.51 ± 0.02 U.mL-1 (Caranx crysos) and 56.16 ± 0.42 U.mL-1 (Litopenaeus vannamei), while collagenolytic enzymes were detected in a range between 6.79 ± 0.00 U.mg-1 (Trachurus lathami) and 94.35 ± 0.02 U.mg-1 (C. ocellaris). After collagenolytic screening, the selected species was C. ocellaris, being subjected to a preheating, which culminated with an increase of enzymatic activity of 35.07% (up to 127.44 ± 0.09 U.mg-1). The optimal collagenolytic activity recovered from C. ocellaris byproducts was 55 °C (thermostable between 25 and 60 °C) and 7.5 (stable between 6.5 and 11.5) for temperature and pH evaluations, respectively. The kinetic parameters were determined, obtaining Km of 5.92 mM and Vmax of 294.40 U.mg-1. The recovered enzyme was sensitive to the Cu2+, Hg2 and Pb2+ ions, being partially inhibited by phenylmethylsulphonyl fluoride (PMSF), N-p-tosyl-L-lysin chloromethyl ketone (TLCK) and Benzamidine. Furthermore, it was able to cleave native type I collagen, the most important type for industry. Thus, the recovery of biomolecules, besides offering to the industry an alternative source of active molecules, contributes to the reduction of the environmental impact, adding value to the fish product and providing a new source of income.(AU)

As indústrias de peixe e camarão geram uma quantidade significativa de subprodutos. Estes subprodutos podem ser utilizados para a extração de enzimas de interesse biomédico, como fibrinolítica e o colagenolítica. Assim, este trabalho teve como objetivo realizar uma triagem de subprodutos de peixes e camarões como fontes de enzimas com atividade fibrinolítica e colagenolítica e caracterizar as propriedades bioquímicas do extrato bruto com atividade colagenolítica a partir de resíduos de Cichla ocellaris. Enzimas fibrinolíticas foram recuperadas com atividades entre 5,51 ± 0,02 U.mL-1 (Caranx crysos) e 56,16 ± 0,42 U.mL-1 (Litopenaeus vannamei), enquanto enzimas colagenolitícas foram detectadas numa variação entre 6,79 ± 0,00 U.mg-1 (Trachurus lathami) e 94,35 ± 0,02 U.mg-1 (C. ocellaris). Após a triagem colagenolítica, a espécie selecionada foi a C. ocellaris, sendo submetida a um pré-aquecimento, o que culminou com um aumento de atividade enzimática de 35.07% (127.44 ± 0.09 U.mg-1). A atividade colagenolítica ótima recuperada de resíduos de C. ocellaris foi a 55°C (termoestável entre 25 a 60°) e 7,5 (estável entre 6,5 a 11,5) para avaliações de temperatura e de pH, respectivamente. Os parâmetros cinéticos foram determinados, obtendo-se Km de 5,92 mM e Vmax de 294,40 U.mg-1. A enzima recuperada foi sensível aos íons de Cu2+, Hg2+ e Pb2+, sendo parcialmente inibida por Fluoreto de Fenilmetilsulfonil (PMSF), N-α-tosil-L-lisina clorometil cetona (TLCK) e Benzamidina. Ainda, foi capaz de clivar o colágeno nativo tipo I, o tipo mais desejável pela indústria. Assim, a recuperação de biomoléculas, além de oferecer à indústria uma fonte alternativa de moléculas ativas, contribui para a redução do impacto ambiental, agregando valor ao produto pesqueiro e proporcionando nova fonte de renda.(AU)

Assessment of carcinogenic potential of soft drinks of cola, diet cola, orange and lemon, produced in the city of Uberlândia, Minas Gerais state, Brazil / Avaliação do potencial carcinogênico de refrigerantes à base de cola, diet cola, laranja e limão, produzidos no município de Uberlândia, estado de Minas Gerais, Brasil

Soft drinks are industrialized unfermented beverages, free of alcohol, carbonated, rich in artificial flavors and sugar. The intense consumption of such beverages can be related to not inheritable diseases such as caries, allergy, cellulite and stretch marks, gastrointestinal disorders, diabetes and cancer. The aim of this study was to evaluate the carcinogenic potential of different concentrations of soft drinks produced in the Uberlândia city, Minas Gerais State, Brazil, by means of Epithelial Tumor Detection Test using Drosophila melanogaster as a model. Third stage larvae descendants of crosses between D. melanogaster virgin females wts/TM3, sb¹ and males mwh/mwh were treated with different concentrations (0.83, 1.66 or 3.33 mL/g) of cola, diet cola, orange or lemon soft drinks. The total epithelial tumor rate observed in flies treated with 3.33 mL/g of cola and orange soft drinks was higher than the negative control. The diet cola and lemon caused no significant increase in the overall frequency of epithelial tumors in D. melanogaster. In conclusion, in these experimental conditions, the cola and orange base soft drinks demonstrated carcinogenic potential in somatic cells of D. melanogaster in the concentration of 3.33 mL/g.

Refrigerantes são bebidas industrializadas não fermentadas, livre de álcool, carbonatadas, ricas em aromas artificiais e açúcar. O consumo intenso dessas bebidas pode estar relacionada à doenças não herdáveis como, cáries, quadros alérgicos, formação de celulite e estrias cutâneas, alterações gastrointestinais, diabetes e câncer. O objetivo desse trabalho foi avaliar o potencial carcinogênico de diferentes concentrações de refrigerantes produzidos no município de Uberlândia, Estado de Minas Gerais, Brasil. Foi realizado o Teste de Detecção de Tumor Epitelial em Drosophila melanogaster. Larvas de terceiro estágio descendentes do cruzamento entre fêmeas virgens wts/TM3, sb¹ e machos mwh/mwh de D. melanogaster foram tratadas com diferentes concentrações (0,83; 1,66 ou 3,33 mL/g) de refrigerantes à base de cola, diet cola, laranja e limão. Os resultados mostraram aumento na frequência de tumor epitelial em moscas tratadas 3,33 mL/g de refrigerantes à base de cola e de laranja, quando comparados ao controle negativo. Os refrigerantes diet cola e limão não provocaram aumento na frequência de tumor epitelial em D. melanogaster. Em conclusão, nessas condições experimentais, os refrigerantes à base de cola e laranja mostraram potencial carcinogênico em células somáticas de D. melanogaster na concentração de 3,33 mL/g.