00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) ICF - INSTITUTO DE CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS Dissertações e Teses defendidas na UFAL - ICF
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://www.repositorio.ufal.br/handle/123456789/18616
Tipo: Tese
Título: Serino protease das sementes da planta Leucaena leucocephala: caracterização e aplicação biotecnológica
Autor(es): Nascimento, Josiel Santos do
Primeiro Orientador: Grillo, Luciano Aparecido Meireles
metadata.dc.contributor.referee1: Gomes, Francis Soares
metadata.dc.contributor.referee2: Freitas, Johnnatan Duarte de
metadata.dc.contributor.referee3: Nascimento, Ticiano Gomes do
metadata.dc.contributor.referee4: Pereira, Hugo Juarez Vieira
Resumo: A aplicação de enzimas nos processos biotecnológicos, possibilita uma significante redução de custos com consequente diminuição do consumo energético. Neste contexto, as proteases são as biomoléculas mais produzidas e, representam 60 % de todas as enzimas comercializadas no mundo. A importância do uso destas moléculas se deve a fatores como elevada atividade catalítica, seletividade, especificidade, assim como a variabilidade de produção. Diante da demanda de produzir estudos voltados a obtenção de enzimas com viés industrial, objetivamos a obtenção e caracterização de protease de interesse biotecnológico proveniente das sementes de Leucaena leucocephala. Portanto, foram preparado extrato enzimático das sementes da L. leucocephala em tampão Tris-HCl, 50 mM em pH 8,0 e, posteriormente, foram realizados ensaios de pH, temperatura, inibição, efeitos dos diferentes substratos, íons metálicos, solventes orgânicos e detergentes na atividade enzimática. As atividades ótimas da enzima foram determinadas em 40º C e pH 9,0. Em testes de estabilidades, a enzima se manteve estável em uma ampla faixa de pH (5,0 a 9,0) e temperaturas (40º C a 60º C). Além disso, a enzima teve a sua atividade catalítica melhorada na presença de íons metálicos (Na+, K+, Mn2+, Mg2+ e Ca2+). Além disso, a enzima demostrou estabilidade e compatibilidade com detergentes e solventes orgânicos. O que evidencia o potencial biotecnológico dessa enzima em vários processos industriais. Quando o extrato enzimático foi submetido a diferentes substratos cromogênicos conjugados com p-nitroanilina, a hidrólise mostrou especificidade para o BApNA. Além disso, a atividade enzimática foi inibida por PMSF (95,80 %) seguido por Benzamidina (84,22 %). Portanto, a enzima pertence à classe das serino proteases. Em teste de senescência, a enzima demostrou atividade enzimática mais expressiva no final do desenvolvimento das sementes. Em relação a aplicação biotecnológica, a enzima exibiu atividade coagulante de leite 13 Um/mL, no leite em pó, e essa atividade foi mais eficiente no leite integral pasteurizado 83 Um/mL, a temperatura de 50º C. O perfil proteico referente a atividade proteolítica no leite em pó desnatado foram analisado em gel de Poliacrilamida SDS-PAGE. E de acordo com o resultado foi possível observar uma diminuição no perfil protéico do leite em função do aumento do tempo de incubação. Este resultado também foi demostrado por dosagem de proteínas residuais, por reação de Bradford, onde observamos que ambos os experimentos corroboram para o pressuposto de que a enzima vegetal proporciona hidrólise das proteínas do leite. O extrato aquoso das sementes da L. leucocephala foi submetido a teste de toxicidade através de bioindicador. Foi possível evidenciar que não foi gerado ambiente tóxico após a exposição por 24 horas dos crustáceos, Artemia salina, a diferentes concentrações do extrato aquoso. Por meio desta pesquisa, foi possível descrever um novo coagulante de leite. Além disso, a enzima demostrou estabilidade a presença de detergentes e solventes orgânicos demostrando o potencial uso dessa enzima na produção industrial de detergentes e peptídeos bioativos, respectivamente.
Abstract: The application of enzymes in biotechnological processes allows for a significant reduction in costs with a consequent reduction in energy consumption. In this context, proteases are the most produced biomolecules and represent 60 % of all enzymes sold in the world. The importance of using these molecules is due to factors such as high catalytic activity, selectivity, specificity, as well as production variability. Given the demand to produce studies aimed at obtaining enzymes with an industrial bias, we aimed to obtain and characterize a protease of biotechnological interest from the seeds of Leucaena leucocephala. Therefore, enzymatic extract from L. leucocephala seeds was prepared in Tris-HCl buffer, 50 mM at pH 8.0 and, subsequently, tests were carried out on pH, temperature, inhibition, effects of different substrates, metal ions, organic solvents and detergents on the activity enzymatic. The optimal enzyme activities were determined at 40º C and pH 9.0. In stability tests, the enzyme remained stable over a wide range of pH (5.0 to 9.0) and temperatures (40º C to 60º C). Furthermore, the enzyme's catalytic activity improved in the presence of metal ions (Na+, K+, Mn2+, Mg2+ and Ca2+). Furthermore, the enzyme has demonstrated stability and compatibility with detergents and organic solvents. This highlights the biotechnological potential of this enzyme in various industrial processes. When the enzyme extract was subjected to different chromogenic substrates conjugated with p-nitroaniline, the hydrolysis showed specificity for BApNA. Furthermore, enzyme activity was inhibited by PMSF (95.80 %) followed by Benzamidine (84.22 %). Therefore, the enzyme belongs to the class of serine proteases. In a senescence test, the enzyme demonstrated more significant enzymatic activity at the end of seed development. In relation to biotechnological application, the enzyme exhibited milk coagulating activity 13 Um/mL, in powdered milk, and this activity was more efficient in pasteurized whole milk 83 mU/mL, at a temperature of 50º C. The protein profile regarding proteolytic activity in skimmed milk powder was analyzed on a SDS-PAGE polyacrylamide gel. And according to the result, it was possible to observe a decrease in the protein profile of the milk due to the increase in incubation time. This result was also demonstrated by measuring residual proteins, using the Bradford reaction, where we observed that both experiments corroborate the assumption that the vegetable enzyme provides hydrolysis of milk proteins. The aqueous extract of L. leucocephala seeds was subjected to toxicity testing using a bioindicator. It was possible to demonstrate that no toxic environment was generated after 24 hours of exposure of the crustaceans, Artemia salina, to different concentrations of the aqueous extract. Through this research, it was possible to describe a new milk coagulant. Furthermore, the enzyme demonstrated stability in the presence of detergents and organic solvents, demonstrating the potential use of this enzyme in the industrial production of detergents and bioactive peptides, respectively.
Palavras-chave: Leucaena leucocephala - Caracterização
Coagulantes
Enzimas proteolíticas
L. leucocephala - Characterization
Coagulant
Proteolytic enzymes
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação Multicêntrico em Bioquímica e Biologia Molecular
Citação: NASCIMENTO, Josiel Santos do. Serino protease das sementes da planta Leucaena leucocephala: caracterização e aplicação biotecnológica. 2026. 114 f. Tese (Doutorado em Bioquímica e Biologia Molecular) – Instituto de Ciências Farmacêuticas, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Biologia Molecular, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2024.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://www.repositorio.ufal.br/handle/123456789/18616
Data do documento: 21-abr-2024
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