Produção de xilanase de Thermomyces lanuginosus por Pichia pastoris recombinante em batelada alimentada

Endoxilanases são enzimas hemicelulolíticas que hidrolisam as cadeias de xilana, de forma randômica, promovendo liberação de vários xiloligossacarídeos e xilose. Estas enzimas possuem grande aplicabilidade biotecnológica, com especial destaque para o setor de polpa e papel. O presente trabalho objetivou o estudo de várias estratégias de produção de xilanase de Thermomyces lanuginosus IOC-4145 por Pichia pastoris GS115.

Inicialmente, investigou-se a capacidade de reutilização de células em experimentos conduzidos em frascos agitados, tendo como variáveis: concentrações celulares iniciais de 0,25 g.L-1 e 2,5 g.L-1; e intervalos de tempo de reutilização de células de 24h, 48h e 72h. Experimentos com concentração de 2,5 g.L-1 conduziram a uma maior estabilidade celular, suportando até quatro bateladas repetidas com intervalos de 24 horas, enquanto o bioprocesso com concentração celular inicial de 0,25 g.L-1 apresentou perda de 75% na produção xilanásica ao final do terceiro cultivo. Dentre os intervalos analisados, o de 24 horas com concentração celular inicial de 2,5 g.L-1 mostrou-se mais conveniente para a produção de xilanase envolvendo reúso de biomassa.

Adicionalmente, estudou-se a produção de xilanase recombinante em biorreator conduzido em batelada alimentada através da alimentação de metanol por pulsos e contínua. A levedura metilotrófica utilizada na expressão de xilanase apresentou grande sensibilidade ao indutor, metanol, durante a expressão protéica. Em cultivos nos quais as concentrações residuais de metanol foram mantidas entre 0,5 e 1,5 g.L-1 alcançou-se as maiores atividades xilanásicas e os maiores rendimentos de produto em relação à biomassa.

No cultivo conduzido em batelada alimentada por pulsos em intervalos de tempo variável, obteve-se um total de 560.000 Unidades de atividade enzimática (U) e um fator de rendimento de produto em relação a biomassa (YP/X) de 25.594 U.g-1 em 136 horas de indução.

Cultivos sob regime de batelada continuamente alimentada conduziram a um total de atividade enzimática de 320.000 U e YP/X = 47.512 U.g-1 em 100 horas de indução.

Por fim, o cultivo no qual a produção do inóculo se deu in situ e, a expressão foi iniciada com alta densidade celular, obtendo-se ao final de 37 horas de indução 103.000 U e YP/X = 22.368 U.g-1.

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