Prospecção de queratinases microbianas: produção e caracterização bioquímica funcional - Duffeck, Carlos Eduardo [UNESP] (2020)
Atualmente, a avicultura é um dos setores de grande impacto na economia brasileira. Nos últimos anos, tem sido observado um aumento na produção de frangos de corte, fazendo com que este segmento da indústria gere toneladas de queratina com o descarte de penas. Isso aponta para a necessidade de degradar este material que emerge como um problema ambiental. Neste cenário, as enzimas queratinolíticas têm despertado interesse biotecnológico devido a peculiar capacidade para a degradação de queratina e a possibilidade de aplicar o hidrolisado protéico para suplementação de ração animal e uso como biofertilizantes. Desta forma, neste trabalho, nós propomos prospectar queratinases pela bactéria Citrobacter diversus e o fungo Coriolopsis byrsina e, em seguida, investigar as características bioquímicas destas enzimas, a fim de propor aplicação na degradação de penas de frango. Em nossos resultados, a bactéria C. diversus foi capaz de degradar quase completamente as penas de frango (0,5%) em meio submerso após 36 h de fermentação. O estudo com o extrato enzimático mostrou máxima atividade caseinolítica a pH 9-10,5 e 50-55 ºC, e queratinolítica a pH 8,5-9,5 e 50 ºC. Em destaque, conforme a estabilidade em incubação por 1 h a 50ºC, foi detectado aproximadamente 50% e 100% da atividade queratinolítica e caseinolítica, respectivamente. Sob estabilidade a pH por 48 h a 4ºC, o extrato enzimático manteve maior atividade na faixa de pH 6-8. A atividade caseinolítica foi inibida por EDTA e PMSF, e atividade queratinolítica foi inibida por EDTA. Para o fungo C. byrsina, nós observamos a secreção de diferentes enzimas proteolíticas, cuja atividade caseinolítica atingiu picos a pH 7,0-9,0 e 60-70 ºC, e a pH 10,5 e 55-60ºC; e máxima atividade queratinolítica a pH 7,0-7,5 e 40-55ºC, e pH 9,0 e 55 ºC. Enzimas com melhor atividade caseinolítica na faixa de pH 8,5 demonstraram maior estabilidade a pH 5-6. Enzimas com melhor atividade caseinolítica a pH 10,5 exibiram melhor estabilidade na faixa de pH 6-10. Para atividade queratinolítca, enzimas com melhor atividade a pH 7,5 demonstraram maior estabilidade quando incubadas a pH 10-11, enquanto que enzimas com máxima atividade a pH 9,0 exibiram estabilidade em ampla faixa de pH (5-11). Atividade queratinolítica manteve cerca de 63% de atividade residual em 1 h a 50 ºC. A atividade caseinolítica a pH 10,5 mantém-se estável até 1 h a 50 ºC, em contraste a atividade a pH 8,5, cuja atividade residual foi 50%. A atividade caseinolítica foi inibida somente por PMSF, enquanto a atividade queratinolítca foi reduzida por PMSF e EDTA. Conforme a atividade e estabilidade em pH alcalino, estas enzimas aparecem como atrativos candidatos para uso em indústria de detergente.