Influência de campo magnético na conformação estrutural a atividade enzimática de hidrolases

Abstract

Alternativas para melhorar a estabilidade e atividade enzimática têm importância crescente, visto que a aplicação industrial de enzimas aumentou nos últimos anos. No entanto, as características da enzima em termos de estabilidade e eficiência catalítica podem reduzir, em alguns casos, devido às condições reacionais. Uma vez que há uma falta na literatura relacionada à enzima Eversa® Transform 2.0 (NS-40116), este trabalho avaliou a influência do campo magnético na atividade da protease de Bacillus sp. (2 g.L-1) e da lipase NS-40116 (5 g.L-1) quando expostas ao campo de 0,7 e 1,34 T de modo estático (2 h) e com recirculação (1, 2 e 4 h) a 0,06 L.min-1. O efeito do pH da solução enzimática (pH 5, 7 e 9) associado à exposição ao campo magnético também foi avaliada. Os melhores resultados em termos de atividade enzimática residual foram para a lipase NS-40116 em pH 7,0, 1,34 T no sistema de recirculação por 4 h. A atividade da protease de Bacillus sp. não sofreu influência do campo magnético nas condições estudadas. Então, a análise de espectrometria de massa foi realizada para confirmar a estrutura da enzima após diálise e liofilização. Além da atividade enzimática, espectrometria de fluorescência, dicroísmo circular e estabilidade térmica foram realizadas afim de avaliar o efeito do campo magnético na estrutura da NS-40116, e foi observada alterações na estrutura terciária da enzima. Assim, a aplicação de campo magnético como tratamento enzimático é uma técnica promissora e viável para incremento da atividade lipásica, apresenta baixo custo, baixo impacto ambiental e facilidade de operação quando comparado com outras alternativas de ativação enzimática.

Abstract : Alternatives to improve the enzyme stability and activity have been rising in the last years due to the importance of the industrial application. However, the enzyme characteristics in terms of stability and catalytic efficiency can reduce, in some cases, due to the reaction conditions. Once there is a lack in the literature related to the structural Eversa® Transform 2.0 enzyme (NS-40116), this work evaluated the influence of magnetic density flux on the Bacillus sp. (2 g.L-1) and lipase NS-40116 (5 g.L-1) activity exposed to a magnetic flux (0.7 and 1.34 T) by static (2 h) and recirculation mode (1, 2 and 4 h) at 0.06 L.min-1. The effect of pH in the enzymatic solution (pH 5, 7 and 9) associated to the magnetic field was also evaluated. The best results in terms of residual enzymatic activity were for NS-40116 at pH 7.0, 1.34 T after 4 h in a recirculation mode. The enzymatic activity for protease from Bacillus sp. was not influenced by conditions studied. Then, mass spectrometry analysis was performed to confirm the enzyme structural after dialysis and lyophilization. In addition to the enzymatic activity, fluorescence spectrometry, circular dichroism and thermal stability analyzes were performed to verify the effect of the magnetic field on the NS-40116 enzyme structure and changes in the tertiary structure of this enzyme was observed. Thus, the application of magnetic fields as enzymatic treatment is a promising and viable technique to increase lipase activity, since it has low cost, low environmental impact and easy operation when compared with other alternatives enzyme activation.