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https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/37753| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Produção e caracterização bioquímica de proteases de fungos isolados de amostras de solos do semiárido pernambucano |
| Autor(es): | Freires, Ariane Susan Santos |
| Orientador: | Amaral, Ian Porto Gurgel do |
| Coorientador: | Sousa, Adna Cristina Barbosa de |
| Orientador: | Almeida, Andrea Farias de |
| Orientador: | Gomes, Ulrich Vasconcelos da Rocha |
| Resumo: | Os solos são habitat de uma diversa gama de macro e microrganismos que formam entre si uma rede de interrelações capaz de permitir e assegurar a manutenção da vida neste local. Mesmo com fatores abióticos (clima, temperatura, disponibilidade de água e nutrientes) e bióticos que interferem no desenvolvimento das espécies, os fungos são um dos grupos de microrganismos mais adaptáveis a ambientes como este, já que esses fatores acabam conferindo resistência a esses organismos, que usam de estratégias como a produção de metabólitos secundários para poder assegurar a sua manutenção, um exemplo disso são as enzimas. Diante disso este trabalho teve por objetivo avaliar a capacidade de produção de proteases por fungos filamentosos (Aspergillus sp., Paecilomyces sp., Penicillium sp. e Cladosporium sp.), isolados de amostras de solo do semiárido pernambucano e caracterizar o extrato enzimático com melhor relação entre índice enzimático (IE) e biomassa do fungo. Seis isolados foram obtidos da coleção microbiológica do LAPEEMI, foram submetidos a análise macroscópica, microscópica e potencial de produção proteolítica em meio sólido Ágar-Leite. Foi testada a capacidade de produção por meio de três processos, sendo eles produção em meio ágar-leite (sólido), que serviu como screening inicial para melhores produtores de peptidases. Apenas quatro isolados com melhores IE foram testados sob produção submersa, em meio leite desnatado fibras, com agitação de 150 rpm, 37°C e produção submersa sem agitação, em triplicata em ambos os cultivos, por 6 dias. Após este tempo as amostras foram centrifugadas para obtenção do extrato enzimático. Como resultados observa-se que existe diferença significativa entre o método de cultivo com e sem agitação, para produção de biomassa e produção enzimática respectivamente para os isolados Paecilomyces sp. (0,368 e 0,602g e 80,3 e 302 U/mL), Penicillium sp. (1,756 e 2,913g; 75,7 e 177 U/mL), Aspergillus sp. (2,852 e 3,759; 91 e 292,7 U/mL). Sendo que este último produziu mais biomassa e mesmo nível enzimático que Paecilomyces sp. que teve menor produção de biomassa em fermentação estacionada. Por isso este isolado foi selecionado para os testes de caracterização bioquímica das enzimas. O extrato enzimático de Paecilomyces sp foi testado quanto a classes de peptidases, temperatura ótima, termoestabilidade e pH-ótimo. Foram utilizados inibidores para quatro classes de proteases: serino-protease, aspartato- protease, metaloprotease, cisteíno-proteases dos quais observou a inibição de apenas 20,3% das proteases presentes, sendo 10% de serino-protease, e 10,3% em aspartato protease, demonstrando que a maior parte das enzimas presentes não pertencem a essas classes. A atividade enzimática foi analisada em diferentes temperaturas (27 a 97 °C) com incremento de 5°C a cada nova temperatura, demonstrando maior atividade em 47°C. Quanto a termoestabilidade, as proteases do extrato bruto, após ser incubada nas temperaturas (27 °C; 37°C; 47°C a 97°C), com incrementos também de 5°C, demonstrou maior estabilidade nas faixas de temperaturas entre 27°C e 47°C. O extrato enzimático mostrou dois picos de atividade proteolítica em pH distintos, sendo um em pH alcalino (pH 8,0) e o segundo pico, este mais alto, em pH ácido (pH 6,0). Diante dos resultados obtidos conclui-se que os fungos estudados foram capazes de produzir proteases por fermentação submersa em ambas as metodologias tendo como substrato o leite desnatado, com destaque para o cultivo estacionário, que o meio leite desnatado fibras pode ser considerado um bom meio alternativo para produção destas enzimas e que o extrato de proteases do Paecilomyces sp. apresenta características desejadas para proteases industriais. |
| Abstract: | Soils are habitat for a diverse range of macro and microorganisms that form a network of interrelationships capable of allowing and ensuring the maintenance of life in this place. Even with abiotic (climate, temperature, availability of nutrients and water) and biotic factors that interfere with the development of species, fungi are one of the groups of microorganisms most adaptable to environments like this, since these factors end up conferring resistance to these organisms, that use strategies such as the production of secondary metabolites to ensure their maintenance, an example of this are enzymes. Therefore, this work aimed to evaluate the ability of protease production by filamentous fungi (Aspergillus sp., Paecilomyces sp., Penicillium sp. and Cladosporium sp.), isolated from soil samples from the semi-arid region of Pernambuco, and to characterize the enzymatic extract with better relationship between enzymatic index (IE) and fungal biomass. Six isolates were obtained from the microbiological collection at LAPEEMI, and were submitted to macroscopic analysis, microscopic analysis, and their potential for proteolytic production in solid Milk-Agar medium. The production capacity was tested through three processes, being production in milk-agar medium (solid), which served as an initial screening for better peptidases producers. Only four isolates with better EI and tested under submerged production, in half fiber skimmed milk, with agitation of 150 rpm, 37°C and submerged production without agitation, in triplicate in both cultures, for 6 days, after this time the samples were centrifuged to obtain the enzymatic extract. As a result, it is observed that there is a significant difference between the cultivation method with and without agitation, for biomass production and enzymatic production respectively for Paecilomyces sp. (0.368 and 0.602g and 80.3 and 302 U/mL), Penicillium sp. (1.756 and 2.913g; 75.7 and 177 U/mL), Aspergillus sp. (2.852 and 3.759; 91 and 292.7 U/ml). The latter produced more biomass and the same enzymatic level as Paecilomyces sp. which had lower production of biomass in stationary fermentation. So this isolate was selected for the biochemical characterization tests of the enzymes. The enzymatic extract of Paecilomyces sp. was tested for peptidases classes, optimal temperature, thermostability and pH-optimal. Inhibitors for four classes of proteases were used: serine protease, aspartate protease, metalloprotease, cysteine proteases, of which it was observed that only 20.3% of the proteases were inhibited, 10% of which were serine protease, and 10.3% in aspartate protease, demonstrating that most of the enzymes present do not belong to these classes. The enzymatic activity was analyzed at different temperatures (27 to 97 °C) with an increment of 5°C at each new temperature, demonstrating greater activity at 47°C. As for thermostability, proteases from the crude extract, after being incubated at temperatures (27°C; 37°C; 47°C to 97°C), also with increments of 5°C, demonstrated greater stability in the temperature ranges between 27 °C and 47°C. The enzymatic extract showed two peaks of proteolytic activity at different pH, one at alkaline pH (pH 8.0) and the second peak, this higher one, at acidic pH (pH 6.0). In view of the results obtained, it is concluded that the fungi studied were capable of producing proteases by submerged fermentation in both methodologies using skimmed milk as substrate, with emphasis on stationary cultivation, that fiber skimmed milk medium can be considered a good alternative medium for production of these enzymes and that the extract of proteases from Paecilomyces sp. presents desired characteristics for industrial proteases. |
| Palavras-chave: | Fungos filamentosos Cladosporium sp Paecilomyces sp Penicillium sp Aspergillus sp Fermentação submersa Peptidases. Submerged fermentation |
| CNPq: | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editor: | Universidade Federal da Paraíba |
| Sigla da Instituição: | UFPB |
| Departamento: | Biotecnologia |
| Programa: | Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia |
| Tipo de Acesso: | Acesso aberto Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil |
| URI: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
| URI: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/37753 |
| Data do documento: | 27-Set-2022 |
| Aparece nas coleções: | Centro de Biotecnologia (CBIOTEC) - Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia |
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