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Laboratórios de Desenvolvimento de
Bioprocessos da Escola de Química da UFRJ

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Produção Científica: Dissertações de Mestrado

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

Autora: Verônica Ferreira
Ano da Defesa: 2005
Orientadores: Nei Pereira Jr., PhD e Mônica Caramez Triches Damaso, DSc
Programa: TPQB - Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos da EQ/UFRJ
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Resumo

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 reuso 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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