Otimização da produção biotecnológica de lipases e correlação com a produção de biossurfactantes

As lipases e os biossurfactantes são compostos produzidos por microrganismos através de fermentações em estado sólido (FES) ou sumberso (FSm), os quais são aplicáveis nas indústrias alimentícia e farmacêutica, na bioenergia e na biorremediação, entre outras. O objetivo geral deste trabalho foi otimizar a produção de lipases através de fermentação em estado sólido e fermentação submersa. Os fungos foram selecionados quanto à habilidade de produção de lipases através de FES e FSm e aqueles que apresentaram as maiores atividades lipolíticas foram utilizados na seleção de variáveis significativas e na otimização da produção de lipases nos dois modos de cultivo. Foram empregadas técnicas seqüenciais de planejamento experimental, incluindo planejamentos fracionários, completos e a metodologia de superfície de resposta para a otimização da produção de lipases. As variáveis estudadas na FES foram o pH, o tipo de farelo como fonte de carbono, a fonte de nitrogênio, o indutor, a concentração da fonte de nitrogênio, a concentração do indutor e a cepa do fungo. Na FSm, além das variáveis estudadas na FES, estudaram-se as variáveis concentração inicial de inóculo e agitação. As enzimas produzidas foram caracterizadas quanto à temperatura e pH ótimos e quanto à estabilidade a temperatura e pH. Nas condições otimizadas de produção de lipases, foi avaliada a correlação entre a produção de lipases e bioemulsificantes. Inicialmente foram isolados 28 fungos. Os fungos Aspergillus O- 4 e Aspergillus E-6 foram selecionados como bons produtores de lipases no processo de fermentação em estado sólido e os fungos Penicillium E-3, Trichoderma E-19 e Aspergillus O-8 como bons produtores de lipases através da fermentação submersa. As condições otimizadas para a produção de lipases através de fermentação em estado sólido foram obtidas utilizando-se o fungo Aspergillus O-4, farelo de soja, 2% de nitrato de sódio, 2% de azeite de oliva e pHs inferiores a 5, obtendo-se atividades lipolíticas máximas de 57 U. As condições otimizadas para a produção de lipases na fermentação submersa foram obtidas utilizando-se o fungo Aspergillus O-8, farelo de trigo, 4,5% de extrato de levedura, 2% de óleo de soja e pH 7,15. A máxima atividade obtida durante a etapa de otimização foi 6 U. As lipases obtidas por FES apresentaram atividades máximas a 35ºC e pH 6,0, enquanto que as obtidas por FSm apresentaram ótimos a 37ºC e pH 7,2. A estabilidade térmica das lipases produzidas via FSm foi superior a das lipases obtidas via FES, com atividades residuais de 72% e 26,8% após 1h de exposição a 90ºC e 60ºC, respectivamente. As lipases obtidas via FES foram mais estáveis em pH´s alcalinos, com atividades residuais superiores a 60% após 24 h de exposição, enquanto as lipases produzidas via FSm foram mais estáveis em pH´s ácidos, com 80% de atividade residual na faixa de pH entre 3,5 e 6,5. Na fermentação submersa a correlação entre a produção de lipases e a atividade emulsificante óleo em água (O/A) e água em óleo (A/O) dos extratos foi 95,4% e 86,8%, respectivamente, obtendo-se atividades emulsificantes máximas O/A e A/O de 2,95 UE e 42,7 UE. Embora a maior produção de lipases tenha sido obtida na fermentação em estado sólido, não houve produção concomitante de biossurfactantes. Os extratos da fermentação submersa apresentaram redução da tensão superficial de 50 mN m -1 para 28 mN m -1 e atividade antimicrobiana frente ao microrganismo S. aureus ATCC 25923, com potenciais antimicrobianos de 36 a 43% nos três primeiros dias de fermentação. A fermentação submersa foi a técnica que apresentou os melhores resultados de otimização da produção de lipases, bem como de produção simultânea de biossurfactantes.

Síntese e atividade antimicobacteriana de derivados graxos da isoniazida

Neste trabalho é descrita a síntese de hidrazidas graxas derivadas da isoniazida e de ácidos graxos saturados, insaturados, poli-insaturados e hidroxilados, os quais posteriormente tiveram sua atividade antimicobacteriana in vitro avaliada frente às cepas do Micobacterium tuberculosis H37Rv (ATCC 27294), M. tuberculosis resistentes à isoniazida (INHr, ATCC 35822) e M. tuberculosis (INHr, 1896HF), e M. tuberculosis resistente à rifampicina (RIFr, ATCC 35338). A síntese dos compostos 3a-g, derivados dos ácidos graxos C16:0, 18:0, cis- 18:1, trans-18:1, 18:1(OH), 18:2, e 18:3, respectivamente, foi realizada na presença de (COCl)2, DMAP e isoniazida, e os rendimentos variaram entre 60–90%. A maioria dos compostos testados demonstrou atividade mais potente que a isoniazida contra todas as cepas de M. tuberculosis estudadas, com valores de CIM entre 0,0019–50 µg.mL-1 . No estudo de relação estrutura vs. atividade, para a cepa resistente a isoniazida, o aumento da cadeia graxa e do número de insaturações provocou uma perda na potência dos derivados testados. Para as demais cepas testadas, os valores de CIM parecem ser dependentes da cepa em estudo, não sendo evidenciada uma relação estrutura vs. atividade sistemática com relação ao arranjo estrutural da cadeia graxa. Entre os compostos testados, o derivado do ácido palmítico 3a parece representar um protótipo promissor para o desenvolvimento de fármacos antituberculose, tendo apresentado valores de CIM entre 0,003–0,125 µg.mL-1 .