Seleção de isolados fúngicos amazônicos produtores de lipases para biocatálise enantiosseletiva em meio orgânico
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Orientador(es)
Coorientador(es)
Astolfi Filho, Spartaco
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Nunez, Cecilia Veronica
Pereira, José Odair
Procópio, Rudi Emerson de Lima
Barroso, Hileia dos Santos
Pereira, José Odair
Procópio, Rudi Emerson de Lima
Barroso, Hileia dos Santos
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Universidade Federal do Amazonas
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Resumo
Lipases (3.1.1.3) são enzimas altamente versáteis para biocatálise. A atividade sintética e enantiosseletiva destas enzimas em meio orgânico tem aplicação na obtenção de substâncias químicas de alto valor agregado, como blocos quirais para síntese e fármacos enantiopuros. A procura por microrganismos fornecedores de novas lipases úteis para a biotecnologia continua sendo um tópico de grande relevância. Neste estudo, foi investigado o potencial da biomassa de seis linhagens de Aspergillus e de quatorze linhagens fúngicas não-identificadas, todas coletadas na região amazônica, como fonte de lipases ligada ao micélio para aplicações em biocatálise, tanto em meio aquoso (atividade hidrolítica) como em meio orgânico (atividade sintética e enantiosseletiva). Compararam-se os efeitos de três tratamentos da biomassa sobre a atividade hidrolítica. A atividade sintética foi avaliada por um ensaio de transesterificação e quantificada por duas metodologias diferentes. A capacidade enantiosseletiva das lipases foi avaliada por meio da resolução do fármaco (R,S)- ibuprofeno. Verificou-se que, para quinze isolados, a biomassa submetida ao tratamento de remoção de lipídios superficiais (delipidação) apresentou melhores resultados na hidrólise do palmitato de p-nitrofenila, em comparação com os outros dois tratamentos. A biomassa delipidada de seis linhagens de Aspergillus e da linhagem UEA_115 apresentou elevada atividade de síntese de palmitato de etila por transesterificação em meio orgânico. Os resultados foram confirmados por espectrofotometria (410 nm) e cromatografia gasosa. Nesta reação, o isolado DPUA_1539 A. flavo-furcatis alcançou o valor máximo de 668,5±23,5 mU.g-1. Os ensaios de atividade enantiosseletiva indicaram que lipases ligadas a biomassa dos isolados UEA_115 (E= 3,58; ees = 7±0) e, em especial, do isolado DPUA_1539 A. flavo-furcatis (E= 24,15; ees = 91±1), possuem a capacidade de discriminar os enantiômeros do fármaco ibuprofeno pela síntese de éster, preferencialmente com o (R)-enantiômero. Estes resultados encorajam investigações adicionais destes fungos como potenciais fornecedores de lipase para processos biocatalíticos, como a produção de biodiesel e a obtenção de fármacos enantiopuros.
Abstract
Lipases (3.1.1.3) are highly versatile enzymes for biocatalysis. The synthetic and enantioselective activity of these enzymes in organic medium has application in the production of high value-added chemicals, such as chiral blocks for synthesis and enantiopure drugs. The search for microorganisms that supply new lipases useful for biotechnology remains a topic of great relevance. We investigated in this study the biomass potential of six Aspergillus strains and fourteen unidentified fungal strains, all collected in the Amazon region, as a source of mycelial-bound lipases for biocatalysis applications, both in aqueous medium (hydrolytic activity) and in organic medium (synthetic and enantioselective activity). The effect of three biomass treatments on hydrolytic activity was compared. The synthetic activity was evaluated by a transesterification assay and quantified by two different methodologies. The enantioselective capacity of lipases was evaluated by resolution of the drug (R, S) - ibuprofen. We verify that, for fifteen isolates, the delipidated biomass presented better results in the hydrolysis of p-nitrophenyl palmitate compared to the other two treatments. The delipidated biomass of six strains of Aspergillus and UEA_115 strain presented high ethyl palmitate synthesis activity by transesterification in organic medium. The results were confirmed by spectrophotometry (410 nm) and gas chromatography. In this reaction, the isolate DPUA_1539 A. flavo-furcatis achieved the maximum value of 668.5 ± 23.5 mU.g-1. Enantioselective activity assays indicated that biomass-bound lipases of the isolates UEA_115 (E = 3.58; ees = 7 ± 0) and, in particular, of the isolate DPUA_1539 A. flavo-furcatis (E = 24.15; ees = 91 ± 1), have the ability to discriminate the enantiomers of the drug ibuprofen by the synthesis of ester, preferably with the (R)-enantiomer. These results encourage further investigations of these fungi as potential suppliers of lipase for biocatalytic processes, such as the production of biodiesel and the production of enantiopure drugs.
Descrição
Palavras-chave
Termo controlado
Enantiosseletividade; Biocatálise; Fungos (Amazônia); Biomassa; Aspergillus
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS)
Citação
ROMANO, Israel Paes. Seleção de isolados fúngicos amazônicos produtores de lipases para biocatálise enantiosseletiva em meio orgânico. 2020. 87 f. Tese (Doutorado em Biodiversidade e Biotecnologia da Amazônia Legal - BIONORTE) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2020.
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