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Tipo: Dissertação
Título: Proteases da biomassa microalgal de Chlorococcum infusionum: obtenção, caracterizações físico-químicas e enzimáticas
Autor(es): Ferreira, Vanessa Rodrigues
Orientador: Silva, André Luís Coelho da
Coorientador: Araújo, Márjory Lima Holanda
Palavras-chave em português: Enzimas;Bioprospecção;Microalgas
Palavras-chave em inglês: Enzymes;Bioprospecting;Microalgae
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Data do documento: 2024
Citação: FERREIRA, Vanessa Rodrigues. Proteases da biomassa microalgal de Chlorococcum infusionum: obtenção, caracterizações físico-químicas e enzimáticas. 2024. 86 f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia de Recursos Naturais) – Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024.
Resumo: A biodiversidade de microalgas ainda é um recurso pouco explorado. Sua biomassa é uma rica fonte de compostos bioativos naturais, como proteínas e lipídeos, que podem ser aplicados na alimentação humana e animal; nas indústrias cosmética, farmacológica e química fina; no tratamento de águas residuais e na biorremediação de compostos nocivos. As microalgas do gênero Chlorococcum, por sua vez, são consideradas fontes promissoras de macromoléculas, contudo, seu potencial como fonte de proteínas ainda é pouco investigado. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi extrair, isolar e avaliar as características físico-químicas e enzimáticas de proteases presentes na biomassa da microalga Chlorococcum infusionum produzida em fotobiorreator. Para isso, a microalga foi inicialmente cultivada em meio Bold’s Basal Medium (BBM) em sistema autotrófico do tipo fotobiorreator fechado de placa plana. A biomassa resultante foi caracterização e utilizada na preparação de extratos aquosos por meio da combinação de métodos de lise (EBCi). O cultivo da microalga apresentou um rendimento médio de biomassa fresca de 2,35 + 0,03 g. L-1 após o 12° dia de cultivo e apresentou uma composição rica em lipídeos (37,82%) e proteínas (27,32%). Para o isolamento das proteases, EBCi foi submetido às etapas de purificação em etapas subsequentes de cromatografia do tipo gel filtração, em coluna Sephadex G-100, e troca iônica em coluna DEAE-Sepharose™ Fast Flow, em que o pico majoritário obtido (denominado FPCiT-P3) foi submetido à ensaios de atividade proteolítica frente a um substrato inespecífico (azocaseína) e por meio de zimogramas. Foram realizados ensaios de determinação de parâmetros ótimos e ensaios de estabilidade frente à variações de temperatura e pH e avaliação da estabilidade da estrutura por meio da espectroscopia de dicroísmo circular. A FPCiT-P3 apresentou um pH ótimo de atividade em torno de 7,0-9,0 e temperatura ótima de 50 ºC, sendo inibida parcialmente por PMSF e EDTA. A fração apresentou baixa estabilidade em pHs ácidos e em temperaturas acima de 60 ºC, após incubação por 30 min. O espectro de dicroísmo circular de FPCiT-P3 indicou uma predominância de estrutura em folhas-β.
Abstract: The biodiversity of microalgae remains a relatively underexplored resource. Its biomass represents a rich source of natural bioactive compounds, such as proteins and lipids, which hold potential applications in human and animal nutrition, as well as in the cosmetic, pharmaceutical, and fine chemical industries. Moreover, they exhibit promise in wastewater treatment and the bioremediation of harmful compounds. Specifically, microalgae belonging to the Chlorococcum genus are considered promising sources of macromolecules; however, their potential as protein sources remains inadequately investigated. In this context, the objective of this study was to extract, isolate, and evaluate the physicochemical and enzymatic characteristics of proteases present in the biomass of Chlorococcum infusionum microalgae produced in a photobioreactor. To achieve this, the microalgae were initially cultivated in Bold's Basal Medium (BBM) in an autotrophic closed-flat plate photobioreactor system. The resulting biomass was characterized and utilized in the preparation of aqueous extracts through a combination of lysis methods (EBCi). The microalgae cultivation yielded an average fresh biomass of 2.35 ± 0.03 g.L-1 after the 12th day of cultivation, with a composition rich in lipids (37.82%) and proteins (27.32%). For the isolation of proteases, EBCi underwent purification steps involving subsequent gel filtration chromatography using a Sephadex G-100 column and ion exchange chromatography using a DEAE-Sepharose™ Fast Flow column. The predominant peak obtained (designated as FPCiT-P3) was subjected to proteolytic activity assays against a nonspecific substrate (azocasein) and through zymograms. Optimal parameter determination assays, stability assays against temperature and pH variations, and structural stability evaluation through circular dichroism spectroscopy were conducted. FPCiT-P3 exhibited an optimum pH for activity around 7.0-9.0 and an optimum temperature of 50°C, being partially inhibited by PMSF and EDTA. The fraction showed low stability at acidic pHs and temperatures above 60°C after a 30-minute incubation. The circular dichroism spectrum of FPCiT-P3 indicated a predominance of β-sheet structure.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/87130
ORCID do(s) Autor(es): https://orcid.org/0000-0002-3646-7265
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/9318706102163092
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0003-0685-6398
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/3701975151596050
Currículo Lattes do Coorientador: http://lattes.cnpq.br/2415224578673059
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:PPGBRN - Dissertações defendidas na UFC

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