Estudo das atividades xilanásicas produzidas pelo fungo Aspergillus caespitosus

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Pós-graduação em Biotecnologia - IQ

A parede celular de planta é constituída por três componentes principais: celulose, hemicelulose e lignina. Entre as hemicelulose, xilana é o heteropolissacarídeo mais comum, e a principal enzima responsável por sua degradação é por Aspergillus caespitosus cultivado em fermentações submersa (FSM) ou semi-sólida (FSS). As xilanases foram purificadas, caracterizadas e testadas no branqueamento da polpa de celulose. Em relação a FSM, o melhor meio de produção xilanásica foi o SR suplementado com 1% de farelo de trigo (FT) ou bagaço de cana-de-açúcar (BCA), mais peptona 0,25% ou 0,1%, respectivamente. As fermentações foram realizadas a 40ºC durante 48 horas em meios com pH iniciais de 8,0 (BCA) ou 6,0 (FT). Não houve ativação enzimática com a adição de íons metálicos, principalmente com as amostras obtidas dos meios com BCA. As xilanases obtidas do meio com BCA foram inativadas termicamente a 55ºC e 65ºC, mais rápido do que as xilanases presentes nos filtrados das culturas com FT. Adição de diferentes concentrações de glicose no meio suplementado com BCA ou FT reduziu a produção de xilanases, mas de diferente modo, considerando que a repressão foi retardada na primeira condição. FSS foram realizadas também com FT ou BCA, mais 4 ou 8 mL de água por grama de substrato, respectivamente, a 30ºC durante 3 ou 6 dias. Os meios contendo FT e BCA foram suplementados com nitrato de amônio ou peptona, respectivamente. Não foi observada repressão catabólica por glicose nessas fermentações. Duas xilanases, xyl 1 e xyl 2, foram purificadas usando Sephadex G-100. Xyl 2 exibiu maior conteúdo de carboidrato (41%) do que xyl 1 (29%), o que pode explicar sua maior estabilidade a temperatura e pH...

The plant cell wall is constituted by three main compounds: cellulose, hemicellulose and lignin. Among the hemicelluloses, xylan is the heteropolysaccharide most common, and the principal enzyme responsible for its degradation is xylanase. This study investigated some optimal culture conditions for xylanase production by the filamentous fungus Aspergillus caespitosus cultivated in submerged fermentation (SMF), or solid-state-fermentation (SSF). The xylanases were purified, biochemical characterized and assayed in pulp bleaching. With regard to SMF, several media were tested, but the best results for xylanase production were obtained with SR medium supplemented with 1% (w/v) wheat bran (WB) or sugar cane bagasse (SCB), and with 0.25% (w/v) or 0.1% (w/v) peptone, respectively. Fermentation was carried out at 40oC, for 48 hours, in media with initial pH of 8.0 (SCB) or 6.0 (WB). There was no enzymatic activation by the addition of metallic ions, mainly for the samples obtained from SCB medium. The xylanase obtained from SCB crude extracts was thermally inactivated at 55oC and 65oC, faster than that of the xylanase obtained from WB culture filtrates. Addition of different glucose concentrations to media supplemented with SCB or WB reduced xylanase production, but in a different way, considering that the repression was retarded in the first condition. SSF were carried out also with 2 g WB or SCB, plus 4 mL or 8 mL water, respectively, at 30oC for 3 or 6 days. The WB and SCB media were supplemented with ammonium nitrate or peptone, respectively. It was not observed repression by glucose for these fermentations. Two xylanases, xyl 1 and xyl 2, were purified using Sephadex G-100. Xyl 2 exhibited higher carbohydrate content (41%) than xyl 1 (29%), which might explain its higher stability for temperature and pH. Furthermore, this property probably caused a carbohydrate-carbohydrate... (Compete abstract, click electronic address below)