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Consultar: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química

Título [PT]: Caracterização da enzima celobiase com modelagem da cinética de hidrólise da celobiose
Título [EN]: Characterization of enzyme cellobiase with modeling of cellobiose hydrolysis kinetics
Autor(es): Luiza Pedrina Vilxenski Calsavara
Palavras-chave [PT]:

Enzima celobiase. Indústria química. Energia alternativa. Enzima celobiase. Enzimas. Propriedades. Brasil.

Resumo: A enzima celobiase Novozym 188, que é empregada na hidrólise do bagaço de cana com a finalidade de aumentar a eficiência da hidrólise com celulase, foi caracterizada na sua forma comercial, e modelos cinéticos integrados foram aplicados à hidrólise da celobiose. A atividade específica desta enzima foi determinada para valores de pH de 3 a 7, e temperaturas de 40 a 75°C, com celobiose 2g/L. A estabilidade térmica - foi determinada no pH 4,8 e temperaturas de 40 a 70°C. A inibição pelo substrato foi estudada no mesmo pH, a 50°C, e concentrações de celobiose de 0,4 a 20 gIL. A inibição pelo produto foi observada a 40 e 50°C, pH 4,8, utilizando-se concentrações de celobiose de 2gIL, 20gIL, e 2g/L com adição de 1,8 gIL de glucose no início da reação. Acompanhou-se a reação por meio dos dados de conversão de celobiose em glucose em função do tempo até aproximadamente 100% de conversão. A enzima apresentou a máxima atividade específica, 17,8 jimoleslmin.mg proteína, no pH 4,5 a 65°C. A ativação térmica da enzima seguiu a equação de Arrhenius com valores de energia de ativação da ordem de 11 kcal/mol para valores de pH entre 4 e 5. A desnaturação térmica seguiu o modelo do decaimento exponencial resultando na energia de desnaturação térmica de 81,6 kcal/mol. A enzima apresentou inibição pelo substrato para concentrações de celobiose acima de 10 mM (3,42 g/L). Os parâmetros cinéticos obtídos por meio do ajuste dos pontos experimentais ao modelo de inibição acompetitiva pelo substrato, foram Km = 2,42 mM, Vmax = 16,3 μmoles/min.mg proteína e Km = 54,2 mM, enquanto para a inibição não-competitiva pelo substrato foram Km = 2,54 mM, Vmax = 17,1 jimoles/min.mg proteína e Ks = 51,7 mM. Os pontos experimentais de conversão em função do tempo da reação de hidrólise ajustaram-se aos modelos cinéticos integrados para os tipos de inibição acompetitiva e não-competitiva pelo substrato e competitiva, não-competitiva ou acompetitiva pelo produto. No entanto, os valores dos parâmetros cinéticos Ki e kcat calculados a partir desses modelos foram inconsistentes, indicando que as hipóteses usadas não foram suficientes para descrever a extensão total da cinética deste tipo de reação de zero a 100% de conversão. Abstract: The enzyme cellobiase Novozym 188, which is used for improving hydrolysis of bagasse with cellulase, was characterized in its commercial available form and integrated kinetic models were applied to the hydrolysis of cellobiose. The specific activity of this enzyme was determined for pH values from 3 to 7, and temperatures from 40 to 75 °C, with cellobiose at 2 g/L. Thermal stability was measured at pH 4.8 and temperatures from 40 to 70°C. Substrate inhibition was studied at the same pH, at 50°C, and cellobiose concentrations from 0.4 to 20 g/L. Product inhibition was determined at 40 and 50 °C, pH4.8, cellobiose concentrations of 2 and 20 g/L, and initial glucose concentration nearly zero or 1.8 g/L. The reaction was monitored by means of conversion data of cellobiose into glucose until nearly 100%. The enzyme has shown the greatest specific activity, 17.8 mmol/min.mg protein, at pH 4.5 and 65°C. Thermal activation of the enzyme followed Arrhenius equation with the energy of activation being equal to 11 kcal/mol for pH values between 4 and 5. Thermal deactivation was adequately modeled by the exponential decay model with energy of deactivation giving 81.6 kcal/mol. Substrate inhibition was clearly observed above 10 mM (3.4 g/L) cellobiose. Kinetic parameters obtained by fitting the experimental points to the substrate uncompetitive inhibition model were Km = 2.42 mM, Vmax = 16.3 mmol/min.mg protein and Ks = 54.2 mM, while for the substrate non-competitive inhibition model they were Km = 2.54 mM, Vmax = 17.1 mmol/min.mg protein and Ks = 51.7 mM. The conversion versus time experimental points for the hydrolysis reaction were fitted to the integrated kinetics models for the uncompetitive and non-competitive substrate inhibition and for competitive, uncompetitive and non-competitive product inhibition. Nevertheless, the kinetic parameters Ki and kcat calculated by these models were inconsistent, indicating that the hypotheses that were assumed were not able to describe the total extension of the reaction kinetics from zero to 100%

Idioma: Português Data de Publicação: 1998 Local de Publicação: Maringá, PR Orientador: Gisella Maria Zanin Instituição: Universidade Estadual de Maringá. Centro de Tecnologia . Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química Nível: Dissertação (mestrado)/ UEM: Departamento de Engenharia Química

Responsavel: beth
Categoria: Aplicação
Formato: Documento PDF
Arquivo: LuizaPVC.pdf
Tamanho: 1662 Kb (1702163 bytes)
Criado: 02-08-2013 16:43
Atualizado: 02-08-2013 17:02
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