Otimização da produção da enzima anti-leucêmica L-asparaginase por Penicillium sp.

dc.contributor.advisorVanzéla, Ana Paula de Figueiredo Conte
dc.contributor.authorArdila, Jorge Andrés Rueda
dc.contributor.institutionUniversidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM)pt_BR
dc.contributor.refereeVanzéla, Ana Paula de Figueiredo Conte
dc.contributor.refereeGrazziotti, Paulo Henrique
dc.contributor.refereeCardoso, Valéria Macedo
dc.date.accessioned2018-01-17T18:47:58Z
dc.date.available2018-01-17T18:47:58Z
dc.date.issued2017
dc.date.submitted2017-06-09
dc.description.abstractA enzima L-asparaginase é atualmente utilizada na indústria de alimentos e na indústria farmacêutica devido à facilidade de catalisar a reação de hidrólise da L-asparagina em aspartato e amônia. Esta propriedade tem aplicação na indústria dos alimentos, pois evita a produção de compostos carcinogênicos como as acrilamidas. Por outro lado, na indústria farmacêutica, esta reação enzimática detém o crescimento de células leucêmicas devido à falta de L-asparagina que estas células devem afrontar. Conforme as células leucêmicas têm pouca ou nenhuma asparagina sintetase, as rotas metabólicas dependem exclusivamente da absorção desse aminoácido do meio fisiológico. Várias pesquisas foram feitas desde que a L-asparaginase mostrou a habilidade de reduzir alguns cânceres na década de 50. Estas pesquisas incluem a triagem de micro-organismos produtores, a otimização de meios de cultura para melhorar a produção e a procura de uma metodologia que consiga purificar a enzima a partir do estrato bruto. Tais pesquisas se intensificaram recentemente no Brasil devido a uma crise de abastecimento gerada pela interrupção da importação pelo fornecedor. A L-asparaginase é um princípio ativo de alta demanda para tratar a leucemia linfoblástica aguda e por isso deve ser produzida no Brasil. Este estudo foi realizado utilizando a linhagem Penicillium sp. T8.3 e teve como objetivo aprimorar a produção da enzima ajustando as condições de cultivo, usando glicerol e L-asparagina (como fontes de carbono e nitrogênio, respectivamente) e pH como as três variáveis de entrada. Os experimentos foram desenvolvidos aplicando ferramentas da estatística multivariável como planejamento fatorial, desenho composto central para gerar um modelo matemático empírico. Foram analisadas a concentração de amônio e a atividade enzimática produzida nos bioprocessos. A atividade enzimática foi determinada em reação conduzida a 37 °C e pH 7,0, condições semelhantes à do meio fisiológico. Todos os dados estatísticos foram gerados com o programa Statistica 7.0 ©. Foi produzida uma atividade máxima de 12,7 U por bioprocesso estacionário conduzido em meio ajustado com 15,5 g.L-1 de glicerol, 5,6 g.L-1 de L-asparagina e pH 4,8. Desse modo, o ajuste das condições de cultivo permitiu elevar a produção em mais de 30 vezes e alcançar uma atividade enzimática superior à maioria dos relatos da literatura que tratam da produção da enzima fúngica. O modelo estatístico previu a produção enzimática com 77% de acerto, mostrando sua validade experimental e o potencial da linhagem T8.3 para a produção de L-asparaginase eucarionte.pt_BR
dc.description.abstractsThe enzyme L-asparaginase is nowadays used in both pharmaceutics and food industry because of its ability to catalyze the reaction of hydrolysis of L-asparaginase into ammonia and aspartate. This feature is useful in the food industry because it hinders the formation of carcinogenic compounds such as acrylamide. On the other hand, in the pharmaceutical industry, this enzymatic reaction prevents some leukemic cells from growing due to asparagine depletion. Since these cells have low levels or no asparagine synthase, their metabolic routes depend on amino acid absorption from physiological medium. Several researches have been carried out since L-asparaginase showed to reduce some cancers in the 50’s. These researches include the screening of producing-microorganisms, optimization of the culture media to increase enzyme production, and development of methodology to purify the enzyme from crude extracts. Such researches have recently been intensified in Brazil due to a supply crisis resulting from interruption of the importer activities. L-asparaginase is a pharmaceutical of high demand to treat acute lymphoblastic leukemia, and therefore, it must be produced by Brazil. This study was carried out with the strain Penicillium sp. T8.3, and aimed to improve enzyme production by adjusting culture conditions, and by evaluating glycerol and L-asparagine – as carbon and nitrogen sources, respectively – and pH as input variables. The experiments were developed by using multivariable statistic tools such as factorial planning and central composite design to generate an empirical mathematical model. It was analyzed the ammonium concentration and the enzymatic activity produced in the bioprocesses. L-asparaginase activity was determined in reactions conduced at 37 °C and at pH 7.0, similar to the physiological conditions. All statistical data were obtained with the software Statistica 7.0 ©. A maximum activity of 12.7 U was produced by stationary bioprocess in media adjusted with 15.5 g.L-1 glycerol, 5.6 g.L-1 L-asparagine, and pH 4,8. Thus, adjustment of culture conditions allowed to increase production by 30 times, and to reach an enzyme activity higher than those reported by most of the literature that deals with production of the fungal enzyme. The statistical model predicted enzyme production with 77% of accuracy, showing its experimental validity and the potential of strain T8.3 to produce the eukaryote L-asparaginase.en
dc.description.abstractsLa enzima L-asparaginasa es usada actualmente en la industria de alimentos y en la industria farmacéutica debido a su facilidad para catalizar la reacción de degradación de L-asparagina en amoniaco y aspartato. Esta característica es útil en la industria de alimentos puesto a que evita la producción de compuestos cancerígenos como la acrilamida. Por otro lado, en la industria farmacéutica, esta reacción detiene el crecimiento de células leucémicas debido al desabastecimiento de L-asparagina al que las células se enfrentan. Ya que estas células tienen poca o ninguna asparagina sintetasa, sus rutas metabólicas dependen exclusivamente de la absorción de aminoácidos desde el medio fisiológico. Varias investigaciones se han llevado a cabo desde que la L-asparaginasa mostró su capacidad para reducir algunos cánceres en los años 50. Estas investigaciones incluyen la clasificación de microorganismos como productores de esta enzima, la mejora de los medios de cultivo para optimizar la producción, y la búsqueda de una metodología para purificarla desde el extracto celular. Estos temas de investigación han ganado interés en Brasil debido a que el proveedor de este fármaco detuvo sus servicios. La L-asparaginasa presenta una alta demanda para tratar la leucemia linfoblástica aguda y por lo tanto debe ahora producirse en Brasil. Este estudio se llevó a cabo utilizando una cepa Penicillium sp. T8.3 cuyo objetivo fue optimizar la producción de la enzima mediante ajustes en las condiciones de cultivo usando glicerol y L-asparagina (como fuentes de carbono y de nitrógeno, respectivamente) y pH como las tres variables de entrada. Los experimentos fueron desarrollados utilizando herramientas de estadística multivariable como un planeamiento factorial y un diseño de compuesto central para obtener un modelo matemático empírico. Se analizaron la concentración de amoniaco y la actividad enzimática en los procesos biotecnológicos. La actividad enzimática fue determinada en una reacción a 37 °C y pH 7.0, condiciones similares al medio fisiológico. Todos los datos estadísticos fueron obtenidos del programa Statistica 7.0 ©. Se obtuvo una actividad máxima de 12.7 U en proceso biotecnológico estacionario en un medio ajustado con 15.5 g.L-1 de glicerol, 5.6 g.L-1 de L-asparagina y pH 4.8. Este ajuste de las condiciones de cultivo logró aumentar la producción en más de 30 veces, bien como alcanzar una actividad enzimática superior a la mayoría de los relatos de literatura que tratan de la producción de la enzima de hongos. El modelo estadístico predijo la producción enzimática en 77% de acierto, mostrando su validez experimental y el potencial de la cepa T8.3 para la producción de la L-asparaginasa eucariota.es
dc.description.thesisDissertação (Mestrado) – Programa de Pós-graduação em Ciências Farmacêuticas, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2017.pt_BR
dc.identifier.citationARDILA, Jorge Andrés Rueda. Otimização da produção da enzima anti-leucêmica L-asparaginase por Penicillium sp.. 2017. 86 p. Dissertação (Mestrado) – Programa de Pós-graduação em Ciências Farmacêuticas, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, Diamantina, 2017.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufvjm.edu.br/items/92349535-7f4a-46d6-a50a-7612282df6f6
dc.language.isopor
dc.publisherUFVJMpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.licenseA concessão da licença deste item refere-se ao à termo de autorização impresso assinado pelo autor, assim como na licença Creative Commons, com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri e o IBICT a disponibilizar por meio de seus repositórios, sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, e preservação, a partir desta data.pt_BR
dc.subject.keywordEstatística multivariávelpt_BR
dc.subject.keywordAtividade enzimáticapt_BR
dc.subject.keywordLeucemia linfoblástica agudapt_BR
dc.subject.keywordBiotecnologiapt_BR
dc.subject.keywordFungos filamentosospt_BR
dc.subject.keywordMultivariable statisticsen
dc.subject.keywordEnzymatic activityen
dc.subject.keywordAcute lymphoblastic leukemiaen
dc.subject.keywordBiotechnologyen
dc.subject.keywordFilamentous fungien
dc.subject.keywordEstadística multivariablees
dc.subject.keywordActividad enzimáticaes
dc.subject.keywordBiotecnologíaes
dc.subject.keywordLeucemia linfoblástica agudaes
dc.subject.keywordFungos filamentososes
dc.titleOtimização da produção da enzima anti-leucêmica L-asparaginase por Penicillium sp.pt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR

Files

Original bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
jorge_andres_rueda_ardila.pdf
Size:
1.93 MB
Format:
Adobe Portable Document Format

License bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
license.txt
Size:
2.11 KB
Format:
Item-specific license agreed upon to submission
Description: