Determinação da Temperatura e pH Ótimos da Enzima Beta-galactosidase em Células Permeabilizadas de Kluyveromyces marxianus

Resumo

A beta-galactosidase é uma enzima amplamente encontrada na natureza, distribuída entre animais, vegetais e microrganismos, sendo que suas características variam de acordo com a sua origem. Esta enzima é empregada em processos industriais como na hidrólise da lactose de leite e seus derivados e na produção de galactooligossacarídeos. Quando produzida por microrganismos é uma enzima intracelular e apresenta menor estabilidade do que as enzimas extracelulares. A caracterização enzimática envolve o conhecimento das propriedades, como pH ótimo, temperatura ótima e estabilidade térmica da enzima, facilitando sua aplicação. Este trabalho teve como objetivo caracterizar a enzima β-galactosidase nas células permeabilizadas de Kluyveromyces marxianus CCT 7082, quanto à temperatura e pH ótimos, através de um delineamento experimental. A enzima foi produzida por cultivo submerso empregando lactose como substrato. O meio de cultivo foi incubado em agitador orbital por 48 h a 150 rpm e 30°C, em seguida o meio de cultivo foi centrifugado e as células foram permeabilizadas com isopropanol, após, as células foram liofilizadas e empregadas nos ensaios. As células liofilizadas foram adicionadas em uma solução contendo íon K+, preparado na concentração de 35 g/L, em seguida determinou-se a atividade enzimática. As variáveis pH e temperatura da reação da atividade enzimática variaram de acordo com um delineamento experimental fatorial 22, onde as faixas estudadas foram pH de 5,0 a 7,0 e temperatura de 37 a 47°C. Foram realizados quatro ensaios fatoriais mais três pontos centrais, tendo como resposta a atividade enzimática. A partir da análise estatística dos resultados, pode-se observar que o pH foi a variável que mais influenciou na atividade enzimática, apresentando um efeito positivo de 84% ao mudar o pH de 5,0 para 7,0, seguido da temperatura, que apresentou efeito positivo de 18% ao mudar de 37 para 42°C. A interação entre pH e temperatura, também apresentou efeito positivo na atividade enzimática, sendo este valor próximo de 17%. A partir destes resultados, novos experimentos serão realizados aumentando os valores de pH e temperatura da reação da atividade enzimática, possibilitando dessa maneira otimizar o pH e temperatura de operação da enzima beta-galactosidase, podendo a partir destes resultados definir qual a melhor aplicação industrial para esta enzima. Agradecimento: À FAPERGS pela bolsa de iniciação científica