Produção direcionada de Di-Ramnolipídeo por cultivos de Pseudomonas aeruginosa PAO 1 e desenvolvimento de processo de purificação para obtenção de um único congênere

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Ana Paula Queiroz Mello
Orientador(a): Doumit Camilios Neto .
Banca de defesa: Cesar Augusto Tischer, Ismael Rodrigues Amador
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Estadual de Londrina. Centro de Ciências da Saúde. Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas.
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: BR
Link de acesso: http://www.bibliotecadigital.uel.br/document/?code=vtls000228135
Resumo: Ramnolipídeos (RL) são biossurfactantes constituídos por uma ou duas moléculas de ramnose polar, respectivamente mono e di-ramnolipídeo, ligada a ácidos graxos β-hidroxilados, apolares, estrutura anfipática que lhes confere excelente propriedade tensoativa, detergente e emulsificante. São produzidos por bactérias Pseudomas aeruginosa numa mistura heterogênea contendo diversos congêneres de mono e di- ramnolipídeo. O principal congênere produzido, Di-RL Rha2C10C10 apresenta ação antibacteriana, antifúngica e cicatrizante, sendo atrativo para o desenvolvimento de produtos farmacológicos. Sabe-se que sua estrutura química está intimamente relacionada à atividade biológica, assim, a obtenção do Rha2C10C10 de forma isolada é de suma importância para garantir sua ação e potencial terapêutico. Contudo, a recuperação dessa biomolécula isolada ainda é um desafio, pois o processo de purificação de alto custo dificulta sua recuperação e aplicação. Nesse contexto, o presente trabalho objetiva a produção direcionada de di-ramnolipídeos a partir de cultivo em fermentação submersa de P. aeruginosa e desenvolvimento de processo viável e eficaz para purificação de um único congênere de interesse, Rha2C10C10. A produção de RL foi realizada por cultivo submerso de P. aeruginosa PAO1 em meio de sais (MSM) em frascos Erlenmeyer de 250 mL contendo 125 mL de meio de cultivo incubados por 9 dias, 37 °C e 200 rpm. Em seguida, realizou-se a extração líquido-líquido por clorofórmio/metanol para obtenção do extrato bruto concentrado, sendo obtidos 4,28 gramas do extrato bruto de RL por litro de meio cultivado. Para o processo de purificação, visando a recuperação do congênere Rha2C10C10 foram realizadas: (1) cromatografia líquida de alta eficiência preparativa (CLAEP); (2) cromatografia em camada delgada preparativa (CCDP); (3) cromatografia flash; e (4) separação por cartucho de sílica. A confirmação da presença de apenas um composto na amostra recuperada foi realizada por ressonância magnética nuclear de hidrogênio (1H RMN). As purificações por CLAEP, CCDP e flash foram ineficazes devido à presença de contaminantes no composto final, além de apresentarem maior dificuldade para realização e consumo elevado de solventes . Por outro lado, a separação com cartucho de sílica confeccionado em laboratório apresentou alto rendimento, eficácia para a obtenção do Di-RL Rha2C10C10 isolado e consumo reduzido de solventes. Ao final, foram recuperados 247 mg da biomolécula isolada com grau de pureza de 82%. O método apresentou vantagens de simples execução, não oneroso e reduzido consumo de solventes orgânicos. Conclui-se que o processo de purificação desenvolvido com cartucho de sílica para obtenção do congênere Rha2C10C10 foi realizado com êxito, sendo uma potencial alternativa para recuperação e aplicação da biomolécula em produtos farmacológicos.
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spelling info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisProdução direcionada de Di-Ramnolipídeo por cultivos de Pseudomonas aeruginosa PAO 1 e desenvolvimento de processo de purificação para obtenção de um único congênereDirected production of di-rhamnolipid by cultivation of Pseudomonas aeruginosa PAO1 and development of purification process to obtain a single congener2019-06-19Doumit Camilios Neto . Cesar Augusto Tischer Ismael Rodrigues AmadorAna Paula Queiroz MelloUniversidade Estadual de Londrina. Centro de Ciências da Saúde. Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas.URLBRRamnolipídeos (RL) são biossurfactantes constituídos por uma ou duas moléculas de ramnose polar, respectivamente mono e di-ramnolipídeo, ligada a ácidos graxos β-hidroxilados, apolares, estrutura anfipática que lhes confere excelente propriedade tensoativa, detergente e emulsificante. São produzidos por bactérias Pseudomas aeruginosa numa mistura heterogênea contendo diversos congêneres de mono e di- ramnolipídeo. O principal congênere produzido, Di-RL Rha2C10C10 apresenta ação antibacteriana, antifúngica e cicatrizante, sendo atrativo para o desenvolvimento de produtos farmacológicos. Sabe-se que sua estrutura química está intimamente relacionada à atividade biológica, assim, a obtenção do Rha2C10C10 de forma isolada é de suma importância para garantir sua ação e potencial terapêutico. Contudo, a recuperação dessa biomolécula isolada ainda é um desafio, pois o processo de purificação de alto custo dificulta sua recuperação e aplicação. Nesse contexto, o presente trabalho objetiva a produção direcionada de di-ramnolipídeos a partir de cultivo em fermentação submersa de P. aeruginosa e desenvolvimento de processo viável e eficaz para purificação de um único congênere de interesse, Rha2C10C10. A produção de RL foi realizada por cultivo submerso de P. aeruginosa PAO1 em meio de sais (MSM) em frascos Erlenmeyer de 250 mL contendo 125 mL de meio de cultivo incubados por 9 dias, 37 °C e 200 rpm. Em seguida, realizou-se a extração líquido-líquido por clorofórmio/metanol para obtenção do extrato bruto concentrado, sendo obtidos 4,28 gramas do extrato bruto de RL por litro de meio cultivado. Para o processo de purificação, visando a recuperação do congênere Rha2C10C10 foram realizadas: (1) cromatografia líquida de alta eficiência preparativa (CLAEP); (2) cromatografia em camada delgada preparativa (CCDP); (3) cromatografia flash; e (4) separação por cartucho de sílica. A confirmação da presença de apenas um composto na amostra recuperada foi realizada por ressonância magnética nuclear de hidrogênio (1H RMN). As purificações por CLAEP, CCDP e flash foram ineficazes devido à presença de contaminantes no composto final, além de apresentarem maior dificuldade para realização e consumo elevado de solventes . Por outro lado, a separação com cartucho de sílica confeccionado em laboratório apresentou alto rendimento, eficácia para a obtenção do Di-RL Rha2C10C10 isolado e consumo reduzido de solventes. Ao final, foram recuperados 247 mg da biomolécula isolada com grau de pureza de 82%. O método apresentou vantagens de simples execução, não oneroso e reduzido consumo de solventes orgânicos. Conclui-se que o processo de purificação desenvolvido com cartucho de sílica para obtenção do congênere Rha2C10C10 foi realizado com êxito, sendo uma potencial alternativa para recuperação e aplicação da biomolécula em produtos farmacológicos.Rhamnolipids (RL) are biosurfactants composed of one or two molecules of rhamnose polar, respectively mono and di-rhamnolipid, linked to β-hydroxylated fatty acids, nonpolar, an amphipathic structure that gives them excellent tensioactive, detergent and emulsifier properties. They are produced by bacteria Pseudomas aeruginosa in a heterogeneous mixture containing several congeners of mono and di-rhamnolipids. The main congener produced, Di-RL Rha2C10C10 acts as antibacterial, antifungal and cicatrizing, being attractive for the development of pharmacological products. It is known that their chemical structure is closely related to the biological activity, thus obtaining Rha2C10C10 isolated is very important to ensure their action and therapeutic potential. However, recovery this biomolecule isolated is still a challenge because the high cost of downstream process makes production and application too difficult. In this context, the present work aims a directed production of di-rhamnolipids by submerged fermentative crops of P. aeruginosa and the development of a viable and efficient purification process for single congener of interest, Rha2C10C10. The RL production was performed by cultivation of P. aeruginosa PAO 1 in 250 mL Erlenmeyer flasks containing 125 mL of salt medium (MSM) incubated for 9 days under 37 °C and 200 rpm. Then, the liquid- liquid extraction was carried out by chloroform/methanol to obtain the crude concentrate extract, 4,28 grams of crude RL extract was obtained per liter of culture medium. To purification process to recovery Rha2C10C10 were carried out: (1) preparative high performance liquid chromatography (PHPLC); (2) preparative thin layer chromatography (PTLC); (3) flash chromatography; and (4) separation by silica cartridge. The presence of only one compound in the recovered sample was confirmed by hydrogen nuclear magnetic resonance (NMR). Purifications by PHPLC, PTLC and flash chromatography were ineffective due to the presence of contaminants in final compound besides presents more difficult to perform and high consumption of solvents. On the other hand, the separation with a silica cartridge made in the laboratory presented high yield and efficacy to obtain Di-RL Rha2C10C10 isolated and reduced solvents consumption. At the end, were recovery 247 mg of isolated biomolecule with a purity of 82%. The method presented advantages of simple execution, not costly and with greater solvent economy. In conclusion, the purification process developed with silica cartridge to obtain a single congener Rha2C10C10 was successful, being a potential alternative for recovery and application of biomolecule in pharmacological products.http://www.bibliotecadigital.uel.br/document/?code=vtls000228135porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UELinstname:Universidade Estadual de Londrina (UEL)instacron:UELinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-10-26T10:08:42Zoai:uel.br:vtls000228135Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bibliotecadigital.uel.br/PUBhttp://www.bibliotecadigital.uel.br/OAI/oai2.phpbcuel@uel.br||opendoar:2021-03-23T14:12:32Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEL - Universidade Estadual de Londrina (UEL)false
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