Caracterização de lacases produzidas por fungos basidiomicetos de origem marinha e terrestre e aplicação biotecnológica na descoloração de corante têxtil - Fontes, Bruno de Jesus (2019)
As lacases têm sido alvo de investigação devido à capacidade de oxidar compostos aromáticos fenólicos e não fenólicos com a concomitante redução do oxigênio à agua. Embora possam ser sintetizadas por diversos organismos, sua produção se destaca em fungos de podridão branca. As lacases tem sido amplamente aplicada no campo industrial e ambiental. A fim de comparar o potencial catalítico das lacases dos fungos de ambiente marinho e terrestre, no presente estudo as lacases produzidas pelos basidiomicetos de origem marinha (Peniophora sp. CBMAI 1063 e Marasmiellus sp. CBMAI 1062) e terrestre (Peniophora cinerea CCIBt 2541 e Marasmiellus colocasiae CCIBt 3388) foram parcialmente purificadas (ultrafiltração e cromatografia de troca iônica) e caracterizadas bioquimicamente. Para a quantificação das laccases foram utilizados os substratos enzimáticos 2,2’-azino-bis (3- etilbenzotiazolina-6-sulfónico) (ABTS) e siringaldazina (SYG). Os fungos analisados apresentaram produção de lacases no meio utilizado, o qual foi previamente otimizado para a produção de lacases para o Peniophora sp. CBMAI 1063. Nestas condições de cultivo, as enzimas ligninoliticas Manganês Peroxidase (MnP) e Lignina Peroxidase (LiP) não foram produzidas. Com relação ao processo de purificação, a cada passo houve perda no rendimento, em proporções diferentes para o conjunto enzimático de cada fungo, com melhor recuperação para as lacases produzidas pelos fungos do gênero Marasmiellus. O zimograma revelou que Peniophora sp. CBMAI 1063 produz duas isoenzimas de lacases, P. cinerea CCIBt 2541 cinco, Marasmiellus sp. CBMAI 1062 duas e M. colocasiae CCIBt 3388 uma. O conjunto enzimático foi caracterizado de modo aparente. O pH ótimo (4,0 para ABTS e 5,5 para SYG) e temperatura ótima (55 °C) foram iguais para os dois fungos do gênero Peniophora. Para os fungos do gênero Marasmiellus o pH ótimo foi o mesmo (5,0 para ABTS e 6,5 para SYG) porém a temperatura ótima foi diferente (55 °C para Marasmiellus sp. CBMAI 1062 e 50 °C para M. colocasiae CCIBt 3388). As lacases de todas as espécies estudadas não apresentarem atividade na presença de EDTA e L-cisteína, evidenciando a importância do Cu2+ e do aminoácido cisteína no sítio ativo. Diferentes íons metálicos ativam as atividades das lacases. De modo geral, a caracterização do conjunto enzimático do P. cinerea CCIBt 2541 apresentou melhores resultados que o do Peniophora sp. CBMAI 1063. No conjunto enzimatico M. colocasiase CCIBt 3388 íons Mn2+ aumentou a atividade (117%), entretanto Marasmiellus sp. CBMAI 1062 apresentou estabilidade maior frente a todos os íons testados, apresentando aumento da atividade na presença de Al3+ (126%). Quanto à salinidade, o I50 para NaCl foi mais eficiente para as lacases do P. cinerea CCIBt 2541, enquanto que Marasmiellus sp. CBMAI 1062 apresentou maior resistência a 1000 mM de NaCl. De acordo com os valores de KM e Vmax há uma maior afinidade das lacases dos fungos de origem terrestres pelos substratos ABTS e SYG. As lacases parcialmente purificadas apresentaram as seguintes porcentagens de descoloração do corante têxtil marinho reativo (MR) (40 mg/L) após sete dias de incubação: P. cinerea CCIBt 2541 67%, Peniophora sp. CBMAI 1063 61% e M. colocasiae CCIBt 3388 27%. A descoloração do MR pelas lacases dos fungos do gênero Peniophora foi similar à obtida para a lacase industrial de Trametes versicolor (66%). Devido à quantidade insuficiente de lacases do Marasmiellus sp. CBMAI 1062 o teste de descoloração não foi realizado. Testes de toxicidade mostraram que as lacases de P. cinerea CCIBt 2541 deixa praticamente inalterada a toxicidade no tratamento. Entretanto o conjunto de lacases do Peniophora sp. CBMAI 1063 e M. colocasiae CCIBt 3388 apresentam um leve aumento de toxicidade após o período de reação. A lacase pura de T. versicolor não alterou a toxicidade inicial. Os resultados do presente estudo ampliam o conhecimento sobre as lacases produzidas por fungos de origem marinha e abrem novas perspectivas de estudos na área da biotecnologia ambiental.