RESUMO
Thermolysin (TLN) is a microbial highly-priced thermostable metallo-endoprotease with complementary substrate specificity to those of proteases widely used in science and industry for protein digestion and milk-clotting. This study is the first to immobilize TLN on aminated superparamagnetic nanoparticles (Fe3O4@silica-NH2) aiming for higher stability, recoverability, reusability, and applicability in proteolysis and as a microbial rennet-like milk-clotting enzyme. The nanobiocatalyst developed (Fe3O4@silica-TLN) displays hydrolytic activity on a synthetic TLN substrate and, apparently, was fully recovered from reaction media by magnetic decantation. More importantly, Fe3O4@silica-TLN retains TLN catalytic properties in the presence of calcium ions even after exposure to 60 °C for 48 h, storage at 4 °C for 80 days and room temperature for 42 days, use in proteolyses, and in milk-clotting for up to 11 cycles. Its proteolytic activity on bovine milk casein in 24 h furnished 84 peptides, of which 29 are potentially bioactive. Also, Fe3O4@silica-TLN catalyzed the digestion of bovine serum albumin. In conclusion, Fe3O4@silica-TLN showed to be a new, less autolytic, thermostable, non-toxic, magnetically-separable, and reusable nanobiocatalyst with highly attractive properties for both science (peptide/protein chemistry and structure, proteomic studies, and the search for new bioactive peptides) and food industry (cheese manufacture).
Assuntos
Enzimas Imobilizadas , Leite , Proteólise , Dióxido de Silício , Termolisina , Dióxido de Silício/química , Animais , Leite/química , Enzimas Imobilizadas/química , Enzimas Imobilizadas/metabolismo , Termolisina/metabolismo , Termolisina/química , Biocatálise , Bovinos , Estabilidade Enzimática , Nanopartículas de Magnetita/químicaRESUMO
Breadfruit is an exotic tree in Brazil, very well acclimatized. Despite of being a laticifer plant, the knowledge about its latex is scarce. However, it is known that proteolytic enzymes represents over 50% of the latex composition in laticifers plants. The aim of this study was to evaluate the potential of breadfruit (Artocarpus altilis var. Apyrena) latex as a source of milk clotting proteases and partially characterize it. The proteolytic activity of the fraction of crude extract was assessed using azocasein and quantitation of total protein, the bicinchoninic acid (BCA). Milk-clotting activity was analyzed using skim milk at 12%. The enzyme activity was analyzed under different temperature conditions (35 to 80°C) and pH (5.8 to 10.7) presenting optimum activity in alkaline pH (8.5) and 50°C; being stable to the two variables at 120 minutes during the test. The clotting activity was directly proportional to the temperature at the better concentration of CaCl2 (10mmol L-1). The results indicate that enzyme is a possible replacement for calf rennet.
A fruta-pão é uma árvore exótica no Brasil, onde se aclimatou muito bem. Embora seja uma planta lactífera, o conhecimento sobre seu látex é escasso. No entanto, sabe-se que enzimas proteolíticas correspondem a mais de 50% da composição do látex em plantas lactíferas. O objetivo deste estudo foi avaliar o potencial do látex da fruta-pão (Artocarpus altilis var. Apyrena) como fonte de protease coagulante do leite e caracterizar parcialmente a enzima. A atividade proteolítica da fração de extrato bruto foi avaliada utilizando azocaseína e, para a quantificação das proteínas totais, o ácido bicinconínico (BCA). A atividade de coagulação do leite foi testada utilizando leite desnatado a 12%. A protease foi testada em diferentes condições de temperatura (35 a 80°C) e pH (5,8 a 10,7) e apresentou atividade ótima a 50°C e pH alcalino (8,5) sendo estável a estas variáveis durante 120 minutos. A atividade coagulante no leite foi diretamente proporcional à temperatura na melhor concentração de CaCl2 a 10µmol L-1. Os resultados indicam que a enzima analisada é uma possível alternativa à quimosina.
RESUMO
Breadfruit is an exotic tree in Brazil, very well acclimatized. Despite of being a laticifer plant, the knowledge about its latex is scarce. However, it is known that proteolytic enzymes represents over 50% of the latex composition in laticifers plants. The aim of this study was to evaluate the potential of breadfruit (Artocarpus altilis var. Apyrena) latex as a source of milk clotting proteases and partially characterize it. The proteolytic activity of the fraction of crude extract was assessed using azocasein and quantitation of total protein, the bicinchoninic acid (BCA). Milk-clotting activity was analyzed using skim milk at 12%. The enzyme activity was analyzed under different temperature conditions (35 to 80°C) and pH (5.8 to 10.7) presenting optimum activity in alkaline pH (8.5) and 50°C; being stable to the two variables at 120 minutes during the test. The clotting activity was directly proportional to the temperature at the better concentration of CaCl2 (10mmol L-1). The results indicate that enzyme is a possible replacement for calf rennet.(AU)
A fruta-pão é uma árvore exótica no Brasil, onde se aclimatou muito bem. Embora seja uma planta lactífera, o conhecimento sobre seu látex é escasso. No entanto, sabe-se que enzimas proteolíticas correspondem a mais de 50% da composição do látex em plantas lactíferas. O objetivo deste estudo foi avaliar o potencial do látex da fruta-pão (Artocarpus altilis var. Apyrena) como fonte de protease coagulante do leite e caracterizar parcialmente a enzima. A atividade proteolítica da fração de extrato bruto foi avaliada utilizando azocaseína e, para a quantificação das proteínas totais, o ácido bicinconínico (BCA). A atividade de coagulação do leite foi testada utilizando leite desnatado a 12%. A protease foi testada em diferentes condições de temperatura (35 a 80°C) e pH (5,8 a 10,7) e apresentou atividade ótima a 50°C e pH alcalino (8,5) sendo estável a estas variáveis durante 120 minutos. A atividade coagulante no leite foi diretamente proporcional à temperatura na melhor concentração de CaCl2 a 10µmol L-1. Os resultados indicam que a enzima analisada é uma possível alternativa à quimosina.(AU)
Assuntos
Agentes de Coagulação , Artocarpus , LátexRESUMO
A fruta-pão é uma árvore exótica no Brasil, onde se aclimatou muito bem. Embora seja uma planta lactífera, o conhecimento sobre seu látex é escasso. No entanto, sabe-se que enzimas proteolíticas correspondem a mais de 50% da composição do látex em plantas lactíferas. O objetivo deste estudo foi avaliar o potencial do látex da fruta-pão (Artocarpus altilis var. Apyrena) como fonte de protease coagulante do leite e caracterizar parcialmente a enzima. A atividade proteolítica da fração de extrato bruto foi avaliada utilizando azocaseína e, para a quantificação das proteínas totais, o ácido bicinconínico (BCA). A atividade de coagulação do leite foi testada utilizando leite desnatado a 12%. A protease foi testada em diferentes condições de temperatura (35 a 80°C) e pH (5,8 a 10,7) e apresentou atividade ótima a 50°C e pH alcalino (8,5) sendo estável a estas variáveis durante 120 minutos. A atividade coagulante no leite foi diretamente proporcional à temperatura na melhor concentração de CaCl2 a 10µmol L-1. Os resultados indicam que a enzima analisada é uma possível alternativa à quimosina
RESUMO
The partial characterization and purification of milk clotting enzyme obtained from the (root latex) of Jacaratia corumbensis O. kuntze was studied, by fractional precipitation with ammonium sulphate and ion exchange chromatography. The ammonium sulphate precipitate showed five fractions (AS1- 0-20 percent; AS2 - 20-40 percent; AS3 - 40-60 percent; AS4 - 60-80 percent; AS5 - 80-100 percent) and among the fractions obtained, the 40-60 percent fraction (AS3) showed the highest milk clotting activity with a purification factor of 1.2 fold in relation to the crude extract. This fraction when applied on Mono Q column yielded two protein peaks (p1 and p2), but p1 pool showed the best milk-clotting activity. The optimal pH for the crude and partially purified extract was 6.5 and 7.0, respectively. The maximum milk-clotting activity was at 55ºC for the both crude and partially purified extracts. The enzyme was inhibited by iodoacetic acid which suggested that this enzyme was a cysteine protease, with molecular weight of 33 kDa.
A enzima coagulante de leite obtida de látex de raiz de Jacaratia corumbensis O. kuntze foi caracterizada parcialmente e purificada, por precipitação fracionária com sulfato de amônio e cromatografia de troca de íon. Foram utilizadas cinco frações de sulfato de amônio (AS1 - 0-20 por cento; AS2 - 20-40 por cento; AS3 - 40-60 por cento; AS4 - 60-80 por cento; AS5 - 80-100 por cento), a fração 40-60 por cento (AS3) mostrou alta atividade coagulante com um fator de purificação de 1,2 vezes em relação ao extrato bruto. Esta fração foi aplicada em coluna Mono Q obtendo dois picos de proteína (p1 e p2), o p1 mostrou melhor atividade coagulante. O pH ótimo para o extrato bruto e parcialmente purificado foi 6,5 e 7,0, respectivamente. A atividade coagulante foi atingida a 55ºC para ambos os extratos, bruto e parcialmente purificado. A enzima foi inibida por ácido iodoacético que sugere que esta enzima é uma cisteína protease, com peso molecular de 33 kDa.