L-asparaginase de Erwinia chrysanthemi expressa em sistema Pichia pastoris: otimização das condições de cultivo em biorreator.
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-22082025-074145/ |
Resumo: | A L-asparaginase (ASNase) é o principal agente terapêutico no tratamento da leucemia linfoblástica aguda (LLA). Além disso, essa enzima representa 40% de todas as enzimas comercializadas na área da saúde, estando incluída na lista de medicamentos essenciais da Organização Mundial da Saúde (OMS). Esta tese descreve o processo de produção da ASNase recombinante de Erwinia chrysanthemi utilizando uma linhagem de Pichia pastoris capaz de realizar glicosilação semelhante à humana. Foram avaliados os efeitos do pH (3,0, 4,0, 5,0, 6,0 e 7,0) e de diferentes proporções de metanol e sorbitol (100% metanol, 80% metanol/20% sorbitol, 60% metanol/40% sorbitol, 40% metanol/60% sorbitol e 20% metanol/80% sorbitol; C-mol/C-mol) no processo de produção. Embora a otimização das condições não tenha alterado significativamente a expressão da enzima recombinante, a melhor condição de cultivo pH 7,0 e 40% metanol/60% sorbitol resultou em uma atividade volumétrica final de 1576 U.L¹ após 99 horas de processo, com um aumento de quase seis vezes na pureza da ASNase em relação ao total de proteínas no sobrenadante. Ademais, a adição de sorbitol na fase de indução reduziu a velocidade de consumo de oxigênio em 42%. Dessa forma, este estudo demonstra o potencial da combinação de diferentes estratégias para viabilizar a produção de ASNase recombinante em P. pastoris. |
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L-asparaginase de Erwinia chrysanthemi expressa em sistema Pichia pastoris: otimização das condições de cultivo em biorreator.L-asparaginase from Erwinia chrysanthemi expressed in Pichia pastoris system: optimization of cultivation conditions in bioreactorBiochemical reactorsBioprocessesBioprocessosChemical engineeringEngenharia químicaProteínas recombinantesReatores bioquímicosRecombinant proteinsA L-asparaginase (ASNase) é o principal agente terapêutico no tratamento da leucemia linfoblástica aguda (LLA). Além disso, essa enzima representa 40% de todas as enzimas comercializadas na área da saúde, estando incluída na lista de medicamentos essenciais da Organização Mundial da Saúde (OMS). Esta tese descreve o processo de produção da ASNase recombinante de Erwinia chrysanthemi utilizando uma linhagem de Pichia pastoris capaz de realizar glicosilação semelhante à humana. Foram avaliados os efeitos do pH (3,0, 4,0, 5,0, 6,0 e 7,0) e de diferentes proporções de metanol e sorbitol (100% metanol, 80% metanol/20% sorbitol, 60% metanol/40% sorbitol, 40% metanol/60% sorbitol e 20% metanol/80% sorbitol; C-mol/C-mol) no processo de produção. Embora a otimização das condições não tenha alterado significativamente a expressão da enzima recombinante, a melhor condição de cultivo pH 7,0 e 40% metanol/60% sorbitol resultou em uma atividade volumétrica final de 1576 U.L¹ após 99 horas de processo, com um aumento de quase seis vezes na pureza da ASNase em relação ao total de proteínas no sobrenadante. Ademais, a adição de sorbitol na fase de indução reduziu a velocidade de consumo de oxigênio em 42%. Dessa forma, este estudo demonstra o potencial da combinação de diferentes estratégias para viabilizar a produção de ASNase recombinante em P. pastoris.L-asparaginase (ASNase) is the primary therapeutic agent used in the treatment of acute lymphoblastic leukemia (ALL). Notably, this enzyme represents 40% of all enzymes available in the healthcare market and is listed among the World Health Organizations (WHO) essential medicines. This thesis outlines the process to produce recombinant ASNase from Erwinia chrysanthemi using a Pichia pastoris strain capable of performing human-like glycosylation. The effects of pH (3.0, 4.0, 5.0, 6.0, and 7.0) and different ratios of methanol to sorbitol (100% methanol, 80% methanol/20% sorbitol, 60% methanol/40% sorbitol, 40% methanol/60% sorbitol, and 20% methanol/80% sorbitol; C-mol/C-mol) were evaluated during the production process. Although optimizing these conditions did not significantly alter the expression of the recombinant enzyme, the optimal culture conditions pH 7.0 and 40% methanol/60% sorbitol yielded a final volumetric activity of 1576 U.L-1 after 99 hours, with nearly a sixfold increase in ASNase purity relative to the total proteins in the supernatant. Furthermore, adding sorbitol during the induction phase reduced the oxygen uptake rate by 42%. Thus, this study highlights the potential of combining various strategies to successfully produce recombinant ASNase in P. pastoris.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPTakagi, MickieTonso, AldoOrtenzio, Ygor Tadeu2025-05-08info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-22082025-074145/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-08-22T10:54:02Zoai:teses.usp.br:tde-22082025-074145Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-08-22T10:54:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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A L-asparaginase (ASNase) é o principal agente terapêutico no tratamento da leucemia linfoblástica aguda (LLA). Além disso, essa enzima representa 40% de todas as enzimas comercializadas na área da saúde, estando incluída na lista de medicamentos essenciais da Organização Mundial da Saúde (OMS). Esta tese descreve o processo de produção da ASNase recombinante de Erwinia chrysanthemi utilizando uma linhagem de Pichia pastoris capaz de realizar glicosilação semelhante à humana. Foram avaliados os efeitos do pH (3,0, 4,0, 5,0, 6,0 e 7,0) e de diferentes proporções de metanol e sorbitol (100% metanol, 80% metanol/20% sorbitol, 60% metanol/40% sorbitol, 40% metanol/60% sorbitol e 20% metanol/80% sorbitol; C-mol/C-mol) no processo de produção. Embora a otimização das condições não tenha alterado significativamente a expressão da enzima recombinante, a melhor condição de cultivo pH 7,0 e 40% metanol/60% sorbitol resultou em uma atividade volumétrica final de 1576 U.L¹ após 99 horas de processo, com um aumento de quase seis vezes na pureza da ASNase em relação ao total de proteínas no sobrenadante. Ademais, a adição de sorbitol na fase de indução reduziu a velocidade de consumo de oxigênio em 42%. Dessa forma, este estudo demonstra o potencial da combinação de diferentes estratégias para viabilizar a produção de ASNase recombinante em P. pastoris. |
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