Purificação e caracterização de protease produzida por Penicillium aurantiogriseum URM 4622 em fermentação submersa visando aplicação biotecnológica

CNPq Proteases desempenham papeis cruciais em diversos processos metabólicos e são o grupo de enzimas de maior importância industrial no mercado mundial. Através do processo de imobilização de proteínas é possível aumentar a produtividade numa escala industrial, incluindo processos de catálise de reações e purificação de biomoléculas. A caracterização da enzima fornece informações que ajudam na compreensão do mecanismo de ação e regulação da sua atividade catalítica. Além disso, através da ação dessas proteases é possível obtenção de peptídeos bioativos que vem sendo utilizados para promoção da saúde e prevenção de doenças. A presente tese relata a produção da protease de Penicillium aurantiogriseum e sua imobilização em nanopartículas magnéticas revestidas com polianilina, purificação da enzima utilizando seu substrato imobilizado nas mesmas partículas e caracterização da protease, além da obtenção de peptídeos antioxidantes pela hidrólise da caseína bovina. A partir dos resultados, foram publicados dois artigos principais: o primeiro intitulado “Optimization of Penicillium aurantiogriseum protease immobilization on magnetic nanoparticles for antioxidant peptides’ obtainment”, na revista Preparative Biochemistry and Biotechnology; e o segundo “Single step purification via magnetic nanoparticles of new broad pH active protease from Penicillium aurantiogriseum”, na revista Protein Expression and Purification. Além das publicações principais, foram publicados mais três artigos em colaboração ao decorrer do doutorado, dispostos em anexo. Tais estudos foram essenciais para a elucidação das características dessa nova enzima e sua aplicabilidade industrial, além de contribuir com o conhecimento sobre o potencial biotecnológico de espécimes da microbiota nacional. Proteases play crucial roles in various metabolic processes and constitute the group of enzymes of major industrial importance in the world market. Through the process of protein immobilization, it is possible to increase productivity on an industrial scale, including processes of reactions catalysis and biomolecules purification. The enzyme characterization provides information that helps understanding the mechanism of action and regulation of its catalytic activity. In addition, through the action of these proteases it is possible to obtain bioactive peptides that have been used for health promotion and disease prevention. The present thesis reports the Penicillium aurantiogriseum protease production and its immobilization in polyaniline coated magnetic nanoparticles, purification of the enzyme using its substrate immobilized on the same particles and characterization of the protease, besides the obtainment of antioxidant peptides by bovine casein hydrolysis. From these results, two main articles were published: the first entitled "Optimization of Penicillium aurantiogriseum protease immobilization on magnetic nanoparticles for antioxidant peptides’ obtainment”, on Preparative Biochemistry and Biotechnology journal; and the second article entitled “Single step purification via magnetic nanoparticles of new broad pH active protease from Penicillium aurantiogriseum”, on Protein Expression and Purification journal. In addition to the main publications, three more articles were published in collaboration, during the doctorate, supplied in annex. The main studies were essential for elucidating this new enzyme characteristics and its industrial applicability, besides contributing with the knowledge about the biotechnological potential of specimens from national microbiota.