Purificação de peroxidase por cromatografia de troca iônica em leito expandido integrado à ultrafiltração e sua aplicação na redução dos níveis de deoxinivalenol
Autor: Gabrielle Victoria Gautério (Currículo Lattes)
Resumo
A peroxidase (CE 1.11.1. X) catalisa a oxidação de uma variedade de substratos orgânicos, tendo o peróxido de hidrogênio ou outros peróxidos orgânicos como moléculas aceptoras. Esta enzima pode ser obtida a partir de vegetais, tecidos e secreções de animais e micro-organismos. Obter esta enzima através de coprodutos da agroindústria possibilita a redução de custos de produção e sua aplicação industrial. O farelo de arroz, um coproduto resultante do beneficiamento do arroz, dispõe de diversas enzimas, as quais incluem as peroxidase, o que o torna uma fonte potencial para obtenção desta. Devido à sua natureza oxidativa, especificidade e atuação em condições moderadas, a peroxidase pode ser aplicada para fins de biorremediação, com destaque para a redução dos níveis de micotoxinas. Estudos na área sugerem que a purificação de peroxidase pode aumentar a sua capacidade de degradar certos substratos, o que torna interessante o estudo de técnicas de purificação possíveis de ampliação de escala, que resultem em maior pureza da enzima e com maior rendimento possível. Assim, este trabalho teve por objetivo purificar a enzima peroxidase de farelo de arroz utilizando cromatografia de troca iônica (CTI) em leito expandido integrado à ultrafiltração (UF), e aplicá-la na redução dos níveis de deoxinivalenol (DON). O trabalho foi dividido em dois artigos, onde o primeiro consistiu em avaliar os principais parâmetros das etapas de adsorção, lavagem e eluição para a purificação de peroxidase por CTI em leito expandido. O uso do tampão acetato de sódio 0,025 mol/L em pH 4,5 e grau de expansão de 2,5 foram as condições definidas para a adsorção de peroxidase em trocador catiônico Streamline SP, apresentando capacidade de adsorção no equilíbrio (q*) de 2,68 U/mL de resina e capacidade dinâmica de adsorção (Q10% ) de 0,19 U/mL de resina. O uso do pH 5,5 na lavagem e a combinação da eluição do tipo degrau em 0,15 mol/L de NaCl e gradiente linear salino de 0,15 a 1 mol/L de NaCl acrescido de CaCl2 0,001 mol/L em tampão acetato de sódio 0,025 mol/L pH 5,5, proporcionaram a purificação da peroxidase em 14,6 vezes com recuperação enzimática de 51,5%. No segundo artigo, foi avaliada a possibilidade de integrar a CTI em leito expandido à UF para purificação de peroxidase, bem como a aplicação da enzima na redução dos níveis de DON em sistema modelo. O uso de membrana de massa molar limite de 10 kDa, temperatura de 10ºC, seis ciclos de diafiltração (DF) e adição de CaCl2 0,004 mol/L à solução dialfiltrante resultou nos valores de fator de purificação e recuperação enzimática de 4,4 vezes e 79,4%, respectivamente. O processo global integrando duas técnicas resultou na purificação da peroxidase em 75,1 vezes e recuperação enzimática de 22,8%. O perfil eletroforético da peroxidase purificada revelou duas possíveis isoenzimas de massa molecular de 35,6 kDa e 65,4 kDa. A aplicação da peroxidase purificada por CTI em leito expandido integrado à UF resultou na redução em 81,7% nos níveis de DON, ainda que utilizando baixa atividade enzimática no meio reacional (0,01 U/mL).