Síntese de oligopeptídeos solúveis em água usando proteases imobilizadas – influência das diferentes estratégias de imobilização
Síntese enzimática, imobilização por ligação covalente, aprisionamento em géis de PVA, nanopartículas magnéticas de glicidil, proteases, oligopeptídeos.
Síntese enzimática de peptídeos usando proteases tem atraído uma enorme atenção nos últimos anos. Um desafio chave na síntese de peptídeos é encontrar suportes para imobilização de proteases capazes de apresentar um alto desempenho em meio aquoso, produzindo oligopeptídeos solúveis em água, já que até o presente momento, pouco tem sido descrito usando essa estratégia. Dessa forma, o objetivo dessa tese foi imobilizar proteases usando diferentes métodos (imobilização por ligação covalente, aprisionamento em géis poliméricos de PVA e imobilização em nanopartículas magnéticas de Glicidil) para a produção de oligopeptídeos derivados da lisina. Três proteases foram utilizadas: tripsina, α-quimotripsina e bromelaína. De acordo com as estratégias de imobilização associadas ao tipo de protease empregada, foi provado que os sistemas tripsina-resinas mostraram os melhores desempenhos em termos de atividade hidrolítica e síntese de oligopeptídeos. A atividade hidrolítica das enzimas livres e imobilizadas foi determinada por espectrofotometria com base na mudança de absorbância em 660 nm à temperatura de 25 °C (Casein method). O rendimento de oligolisina e o cálculo do grau de polimerização médio foram monitorados por RMN H. A protease tripsina foi covalentemente imobilizada em quatro diferentes resinas (Amberzyme, Eupergit C, Eupergit CM and Grace 192). O máximo rendimento de proteína imobilizada foi 92, 82, 60, e 71 mg/g de suporte para cada resina, respectivamente. A eficiência desses sistemas (Tripsina-resinas) foi avaliada pela hidrólise do substrato caseína e a síntese de oligolisina em meio aquoso. A maioria dos sistemas foram capazes de catalisar a síntese de oligopeptídeos, entretanto com diferentes eficiências, tais como: 40, 37 e 35% para os suportes Amberzyme, Eupergit C e Eupergit CM, respectivamente, em comparação com a enzima livre. Esses sistemas produziram oligômeros em somente 1 hora com grau de polimerização médio mais alto que a enzima livre. Dentre esses sistemas, Eupergit C-Tripsina mostrou ser mais eficiente que os outros sistemas em termos de atividade hidrolítica e estabilidade térmica, ao passo que não exibiu a mesma eficiência como era esperado para a síntese de oligolisina. Tripsina-amberzyme provou ser mais eficiente para a síntese de oligopeptídeos, além de exibir um excelente reuso, mantendo 90% de sua atividade hidrolítica e sintética após sete reusos. As interações hidrofóbicas da tripsina com o suporte Amberzyme são responsáveis por proteger a enzima contra as fortes mudanças conformacionais no meio reacional. Além disso, a alta concentração de grupos oxiranos na superfície da resina promoveu ligações covalentes multipontuais e, consequentemente, preveniu a enzima imobilizada do processo de desorção (Leaching process). Os resultados acima mencionados sugerem que a tripsina imobilizada nesses suportes pode ser eficientemente usada para a síntese de oligopeptídeos em meio aquoso.