MONOGRAFIA DE BIOQUIMICA

UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PERNAMBUCO

CENTRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA

PROTEASE

RECIFE

2012

INTRODUÇÃO

A biotecnologia promove impactos em diversos setores industriais por meio de técnicas inovadoras e pela revolução no tratamento de doenças, no uso de novos medicamentos para aplicação em humanos e animais, na multiplicação e reprodução de espécies vegetais e animais, no desenvolvimento e melhoria de alimentos, promove o desenvolvimento sustentável, na recuperação e tratamento de resíduos químicos, dentre outras áreas que possam ser exploradas.

Uma atenção especial pode-se dar aos processos biotecnológicos envolvendo enzimas. Elas desempenham papel central na biotecnologia, sendo utilizadas em diversos processos para aumentar a especificidade e eficiência orgânica, reduzir os gastos com insumos e os impactos ambientais. Atualmente, sabe-se que mais de 500 tipos de enzimas garantem 50 aplicações biotecnológicas para diversos segmentos econômicos, onde estima-se uma movimentação de cerca de US$3,74 bilhões até 2015.

No Brasil, uma das líderes do setor informa que atende diversos perfis de clientes, com produtos assim distribuídos: 41% para mercado de detergentes, 26% de alimentos, 8% de rações e 25% de outros setores como, por exemplo, o têxtil.

Dentre várias enzimas existentes, concentramos o objetivo do nosso trabalho no estudo das proteases, as quais constituem um dos mais importantes grupos de enzimas industriais e têm aplicação em diferentes indústrias, como de alimentos, têxtil, farmacêutica e de detergentes. Estas enzimas são responsáveis por mais de 30% do total de enzimas produzidas no mundo, onde as de maior destaque são de origem microbiana por possuírem a maioria das características desejadas para aplicação em biotecnologia. Proteases representam uma classe de enzimas com importantes papéis em processos fisiológicos. Além disto, elas possuem aplicação comercial, estando entre os três maiores grupos de enzimas industriais, sendo responsáveis por 60% da venda internacional de enzimas.

CARACTERÍSTICAS DA PROTEASE

• Nomenclatura

Proteases, proteinases, peptidases ou enzimas proteolíticas.

• EC (Enzyme Comission)

1 - Proteolíticas ou proteases (EC 3.4)

1.1 - Exopetidases (EC 3.4.11-19)

1.2 - Endopeptidases ou proteinases (EC 3.4. 21-99)

1.2.1 - Serina- (EC 3.4.21)

1.2.2- Cisteína- (EC 3.4.22)

1.2.3 - Aspártico-proteinases ou endopeptidases (EC 3.4.23)

1.2.4 - Metalloproteinases ou metalloendopeptidases (EC 3.4.24)

• Temperatura ótima

Analisando um tipo de protease, extraída por Bacillus sp. SMIA-2ª, observamos que a atividade enzimática dela aumenta com a elevação da temperatura, atingindo seu valor máximo a 70 °C (72 U/mg proteína);

• pH ótima

1-Ácidas: pH 2,0 a 5,0

2-Neutras: Atividade entre pH 7,0 a 8,0. Elas são estáveis entre pH 6,0 a 9,0

3-Alcalinas: pH de atividade entre 9,0 e 11,0.

• Cofator / Coenzima]

Uma coenzima encontradas para a protease foi a azocaseína 0,2% (p/v) preparada em tampão TRIS/HCl (pH 8,5).

• Indutor / Inibidor

1-Aspártico Protease:É inibida por Pepstatina; Diazoacetil-DL-norleucinametilester (DAN);

2- Cisteína protease: É inibida por agentes sulfidril (PCMB), cistatina e E-64D;

3- Metalo protease: É inibida por agentes quelantes (EDTA);

• Km

Não foi encontrada a medida da estabilidade do complexo enzima-substrato;

• Reações;

A reação das proteases pode ser representada pelo esquema a seguir:

PRODUÇÃO MICROBIANA

• Fonte da enzima

Os microrganismos são uma excelente fonte de proteases com grande diversidade estrutural e funcional, fácil manipulação, tanto em relação às condições de cultivo e apresentam a vantagem de poderem ser manipulados geneticamente. Como exemplo dessas fontes podemos citar: o soro do leite, o qual é um resíduo altamente rico em proteínas e a água de maceração do milho, que é considerada uma fonte de nutrientes relativamente barata e rica em micronutrientes.

• Condições físico-químicas de produção

Para a produção da protease o seguinte meio de cultura pode ser utilizado: Soro de leite em pó (70% proteína,