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  • Scientia Amazonia, S1, 94-103, 2018 Revista on-line http://www.scientia-amazonia.org

    ISSN:2238.1910

    PIBIT/2016-2017 Universidade Federal do Amazonas

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    Determinao das Caractersticas Fsico-qumicas da Atividade -glucosidase

    presente no Complexo Enzimtico de Aspergillus versicolor

    Jssica Batista de Oliveira1, Carlos Gustavo Nunes-Silva2, Pamella Suely Santa-Rosa3*.

    Resumo Os fungos filamentosos possuem grande potencial para produo de enzimas de interesse industrial, e neste

    contexto a enzima -glucosidase desperta a ateno, devido a sua importncia biotecnolgica, por serem

    aplicadas nos mais variados setores industriais, e principalmente por desempenhar papel fundamental nos

    processos de converso final da biomassa celulsica glicose. Diante desse cenrio, neste estudo foi avaliada

    a produo da enzima -glucosidase por uma estirpe de fungo filamentoso isolado da regio amaznica

    identificado como Aspergillus versicolor, e realizada a caracterizao da atividade da enzima quanto aos seus

    parmetros fsico-qumicos. Ns verificamos que Aspergillus versicolor tem sua temperatura mxima de

    produo de -glucosidases em 120h de cultivo submerso. Atuando em uma faixa de pH intermediria entre

    a cida e a neutra, tendo as mais altas atividades enzimticas nos pHs 5.0, 5.4 e 6.0. A Temperatura tima

    da enzima foi de 60C combinada com pH 6.0, podendo tambm atuar em 70 e 50, sendo estvel em 50

    por mais de 1 hora de incubao, e por cerca de 30 minutos em 60C, e 15 minutos em 70C. Os valores das

    constantes catalticas da enzima foram: Km = 15,62M e Vmx = 0,448M. Os dados obtidos nesse estudo

    so interessantes pois indicam as principais caractersticas e o potencial da enzima produzida por esta estirpe

    para aplicao em bioprocessos industriais.

    Palavras-Chave: -glucosidase, Caracterizao enzimtica, Aspergillus versicolor.

    Determination of the Physical-Chemical Characteristics of the Activity -glucosidase present

    in the Aspergillus versicolor Enzymatic Complex. The Filamentous fungi have great potential for

    the production of enzymes of industrial interest, and in this context the enzyme -glucosidase

    arouses the attention, due to its biotechnological importance, since this enzyme can to be applied in

    the most varied sectors of industrial, and especially for his performance in thein the processes of

    final conversion of cellulosic biomass to glucose. In this study, the production of the enzyme -

    glucosidase by a strain of filamentous fungus isolated in the Amazon region and identified as

    Aspergillus versicolor was evaluated, and the enzyme activity characterization was performed for

    its physicochemical parameters. We have verified that the fungi Aspergillus versicolor has its

    maximum production temperature of -glucosidases in 120h of submerged culture. The enzyme acts

    in an intermediate pH range between acid and neutral, having the highest enzymatic activities at

    pHs 5.0, 5.4 and 6.0. The optimum temperature of the enzyme was 60 C combined with pH 6.0,

    and it could also act in 70 and 50 , being stable at 50 for more than 1 hour of incubation, and for

    about 30 minutes at 60 C, and 15 minutes at 70 C. The values of the catalytic constants of the

    enzyme were: Km = 15.62M and Vmax = 0.448M. The data obtained in this study are interesting

    because they indicate the main characteristics and the potential of the enzyme produced by this

    strain for application in industrial bioprocesses.

    Key-words: -glucosidase, Enzymatic characterization, Aspergillus versicolor

    1Graduanda em Biotecnologia, Instituto de Cincias Biolgicas, Av. General Rodrigo Otvio 1200, Coroado 1, 69067-

    005, Manaus, Amazonas, Brasil. jessicabatista115@gmail.com. 2Departamento de Gentica, instituto de Cincias Biolgicas, Universidade Federal do Amazonas. Av. General Rodrigo

    Otvio 1200, Coroado 1, 69067-005, Manaus, Amazonas, Brasil. cgmanaus@gmail.com. 3Doutoranda em Biotecnologia, Programa de Ps-Graduao em Biotecnologia-PPGBIOTEC. Universidade Federal do

    Amazonas. Av. General Rodrigo Otvio 1200, Coroado 1, 69067-005, Manaus, Amazonas, Brasil.

    pamellasuely@gmail.com. *Autor Correspondente.

    mailto:Brasil.%20jessicabatista115@gmail.commailto:cgmanaus@gmail.commailto:pamellasuely@gmail.com

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    ISSN:2238.1910

    PIBIT/2016-2017 Universidade Federal do Amazonas

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    1. Introduo As enzimas de origem microbiana possuem

    uma vasta aplicao industrial nos mais variados

    bioprocessos. As enzimas microbianas so

    conhecidas como enzimas superiores quelas

    obtidas a partir de outras fontes (animas, por

    exemplo), devido facilidade de produo e

    recuperao dessas enzimas, particularmente para

    aplicaes em indstrias que requerem baixo

    custo e rapidez no processo (NIGAM, 2013).

    A enzima -glucosidase alvo de grande

    interesse industrial, por exemplo, na indstria

    alimentcia elas so empregadas para realar o

    sabor de alimentos e bebidas, alm de possurem a

    capacidade de liberar vitaminas, antioxidantes e

    outras biomolculas, possibilitando um maior

    aproveitamento dos alimentos (DOUGHERTY et

    al., 2012). Na atualidade, as enzimas -

    glucosidases tem atrado considervel ateno

    devido ao seu papel importante na biotecnologia

    de produo de etanol combustvel a partir de

    resduos agrcolas (SINGHANIA et al., 2013).

    A principal reao que as -glucosidases

    catalisam a hidrlise de ligaes -glicosdicas

    em glicosdeos de baixa massa molecular

    (COULON, 1998). Estas enzimas clivam ligaes

    do tipo -1-4 de substratos solveis como

    celobiose, celodextrinas e outros oligossacardeos

    solveis (com menos de sete unidades

    monomricas) alm tambm de substratos

    cromognicos, como p-nitrophenyl (XU et al.,

    2007; LYND, 2002; ZHANG et al., 2009).

    No contexto de aplicao de -glucosidases

    na produo de etanol de segunda gerao, essas

    enzimas agem em conjunto com celulases

    (enzimas que desconstroem a fibra de celulose

    presente na biomassa vegetal. Os polmeros da

    celulose so degradados em glicose atravs de

    aes sinrgicas dessas enzimas, onde as

    Endoglucanases (primeiras celulases a agirem na

    fibra) clivam a regio amorfa da cadeia de

    celulose, liberando cadeias menores, ou seja,

    oligossacardeos de diversos tamanhos com

    terminais redutores e no redutores que servem de

    substrato para a prxima enzima do complexo

    celuloltico, as Exoglucanases que atuam nessas

    regies terminais das cadeias, clivando-as, e

    liberando oligossacardeos solveis (com menos

    de sete unidades monomricas), celodextrinas e

    dmeros de glicose como a celobiose, e sobre

    essas molculas menores a -glucosidase atua,

    clivando-as e liberando monmeros glicose

    (TOLAN, 2002; LYND et al., 2002; DEVAUX,

    2005).

    As -glucosidases so produzidas por micro-

    organismos de diferentes espcies, sendo que

    fungos do gnero Aspergillus so conhecidos pela

    eficiente produo desta enzima. -glucosidases

    de Aspergillus tem sido utilizadas para

    suplementar misturas enzimticas que no

    apresentam atividade eficiente desta enzima,

    como os extratos enzimticos de fungos do gnero

    Trichoderma (WARD et al., 2006; AHAMED et

    al., 2008). De modo geral, -glucosidases de

    fungos so preferidas em relao as de bactrias

    devido a sua capacidade de produzirem alta

    atividade enzimtica, o desempenho dos fungos

    na produo e secreo de enzimas complexas

    pode ser devido ao seu sistema de secreo

    eficiente, no encontrado em bactrias, o que as

    torna difceis ou inviveis para serem projetadas

    para produo destas enzimas em grandes

    quantidades (AMOREA; FARACO, 2012).

    A viabilidade da aplicao de -glucosidases

    est relacionada com alta eficincia de converso

    a baixos custos de produo, neste sentido as

    caractersticas desejveis para que a enzima seja

    considerada vivel comercialmente so: a

    capacidade de atuao em pH e temperatura

    requeridas nos processos em que sero utilizadas,

    possuir baixa inibio pelo produto e

    componentes do processo e ter estabilidade

    trmica (BUSTO et al., 1995; CASTRO, 2010;

    SHI et al., 2011). Assim, o objetivo deste estudo

    foi caracterizar a atividade -glucosidase no

    complexo enzimtico de uma estirpe de A.

    versicolor, isolado na regio amaznica, quanto

    aos parmetros fsico-qumicos, pH, temperatura,

    estabilidade trmica, efeitos de ons metais na

    atividade enzimtica e ainda determinar os

    parmetros cinticos de Michaellis-Menten, como

    constante de Michaellis (Km) e velocidade

    mxima (Vmx.) da enzima.

    2. Material e Mtodo 2.1 Micro-organismo

    O fungo filamentoso utilizado neste estudo foi

    previamente isolado de material vegetal

    processado em uma biorefinaria do municpio de

    Presidente Figueiredo no estado do Amazonas

  • Scientia Amazonia, S1, 94-103, 2018 Revista on-line http://www.scientia-amazonia.org

    ISSN:2238.1910

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    (latitude 01 96' 04"S e longitude 60 14' 37" W),

    e identificado como Aspergillus versicolor, por

    Carvalho (2009). O mesmo encontrava-se

    preservado em frascos com gua destilada

    esterilizada,