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Type: Tese
Title: Desenvolvimento e otimização de biocatalisadores imobilizados por modificação química de suportes ativados: estudo da estabilidade e atividade enzimática
Authors: Rocha, Thays Nogueira
Advisor: Santos, José Cleiton Sousa dos
Co-advisor: Gonçalves, Luciana Rocha Barros
Keywords in Brazilian Portuguese : Enzimas;Divinilsulfona;Testes químicos e reagentes;Estabilidade Enzimática
Keywords in English : Enzyme stability;Divinylsulfone;Chemical tests and reagents;Enzyme Stability
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Issue Date: 2023
Citation: ROCHA, Thays Nogueira da. Desenvolvimento e otimização de biocatalisadores imobilizados por modificação química de suportes ativados: estudo da estabilidade e atividade enzimática. 2023. 185 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023.
Abstract in Brazilian Portuguese: A imobilização enzimática é uma estratégia que objetiva proporcionar melhorias em algumas características como estabilidade, seletividade e especificidade bem como recuperação e reutilização de enzimas. Com isso, este trabalho visa o desenvolvimento e otimização de biocatalisadores através de protocolos de imobilização mediante a modificação química de suportes pré existentes. Os suportes ativados com divilsulfona (DVS) mostraram-se úteis para a estabilização de enzimas via ligação covalente multipontual, devido à moderada hidrofobicidade dos grupos vinilsulfona que condiciona a formação de um suporte heterofuncional, capaz de interagir com a proteína por adsorção física ou através da ligação covalente. A enzima penicilina G acilase (PGA) de Escherichia coli, foi imobilizada em suportes heterofuncionais de natureza química distinta, tendo o grupamento vinilsulfona como parte constituinte desses. Para essa finalidade, foi realizada a otimização das etapas referentes ao processo de imobilização a fim de melhorar a estabilidade e atividade enzimática dos biocatalisadores produzidos. Mediante o uso das diferentes variáveis relacionadas às etapas de imobilização, a PGA apresentou estabilidade semelhante ao da glioxil-agarose-PGA, considerado um dos biocatalisadores mais estáveis dessa enzima. Ademais desse trabalho, foi realizado o estudo da estabilidade das lipases Candida antarctica (formas A e B), Thermomyces lanuginosus (TLL) e Candida rugosa (CRL), imobilizadas atráves de diferentes protocolos, na hidrólise de substratos de natureza distinta, através do condicionamento dos biocatalisadores à inativações de estresse. A possibilidade de mudança na estabilidade bem como especificidade enzimática são fortemente influenciadas pelas condições experimentais nas quais estarão inseridas. Por fim, os biocatalisadores da lipase A de Candida antarctica foram investigados através da aplicação desses na síntese do aroma butirato de geranila, via rota enzimática. A Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e a análise por Fluorescência de Raios X (XRF) foram utilizadas a fim de avaliar a cobertura dos suportes e das estruturas imobilizadas como também a composição química dessas amostras.
Abstract: Enzyme immobilization is a strategy that aims to provide improvements in some characteristics such as stability, selectivity and specificity, as well as recovery and reuse of enzymes. With this, this work aims at the development and optimization of biocatalysts through immobilization protocols through the chemical modification of pre-existing supports. The supports activated with divilsulfone (DVS) proved to be useful for the stabilization of enzymes via multipoint covalent bonding, due to the moderate hydrophobicity of the vinylsulfone groups, which conditions the formation of a heterofunctional support, capable of interacting with the protein by physical adsorption or through the covalent bond. The enzyme penicillin G acylase (PGA) from Escherichia coli was immobilized on heterofunctional supports of different chemical nature, with the vinylsulfone group as a constituent part of these. For this purpose, the steps related to the immobilization process were optimized in order to improve the stability and enzymatic activity of the produced biocatalysts. Through the use of the different variables related to the immobilization steps, PGA showed stability similar to that of glyoxyl-agarose-PGA, considered one of the most stable biocatalysts of this enzyme. In addition to this work, a study was carried out on the stability of the lipases Candida antarctica (forms A and B), Thermomyces lanuginosus (TLL) and Candida rugosa (CRL), immobilized through different protocols, in the hydrolysis of substrates of different nature, through conditioning from biocatalysts to stress inactivations. The possibility of change in stability as well as enzymatic specificity are strongly influenced by the experimental conditions in which they will be inserted. Finally, the lipase A biocatalysts of Candida antarctica were investigated through their application in the synthesis of geranyl butyrate aroma, via the enzymatic route. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and X-Ray Fluorescence (XRF) analysis were used to evaluate the coverage of supports and immobilized structures as well as the chemical composition of these samples.
Description in Brazilian Portuguese: Este documento está disponível online com base na Portaria no 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/82473
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/9921179611556231
Advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1511-5180
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/3096685020723658
Co-advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0012-8971
Co-advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/2577657690021566
Access Rights: Acesso Aberto
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