Potencial de biocatálise enantiosseletiva de lipases microbianas

Abstract

Recebido em 18/5/04; aceito em 12/11/04; publicado na web em 13/4/05 POTENTIAL OF ENANTIOSELECTIVE BIOCATALYSIS BY MICROBIAL LIPASES. Microbial lipases have a great potential for commercial applications due to their stability, selectivity and broad substrate specificity because many non-natural acids, alcohols or amines can be used as the substrate. Three microbial lipases isolated from Brazilian soil samples (Aspergillus niger; Geotrichum candidum; Penicillium solitum) were compared in terms of their stability and as biocatalysts in the enantioselective esterification using racemic substrates in organic medium. The lipase from Aspergillus niger showed the highest activity (18.2 U/mL) and was highly thermostable, retaining 90% and 60% activity at 50 o C and 60 o C after 1 hour, respectively. In organic medium, this lipase provided the best results in terms of enantiomeric excess of the (S)-active acid (ee = 6.1%) and conversion value (c = 20%) in the esterification of (R,S)-ibuprofen with 1-propanol in isooctane. The esterification reaction of the racemic mixture of (R,S)-2-octanol with decanoic acid proceeded with high enantioselectivity when lipase from Aspergillus niger (E = 13.2) and commercial lipase from Candida antarctica (E = 20) were employed.Keywords: lipases; enantioselectivity; (R,S)-ibuprofen. INTRODUÇÃOA biocatálise é hoje um dos campos mais promissores dentro das novas tecnologias para síntese de compostos de alto valor agregado. A exploração da biodiversidade na busca de novos catalisadores por técnicas de seleção de microrganismos, de plantas ou células animais representam os métodos tradicionais de descoberta de novas enzimas para o desenvolvimento da biocatálise em escala industrial 1 . Os microrganismos neste caso são de particular interesse devido ao curto período de geração, à grande diversidade de processos metabólicos e enzimas envolvidas e, não há um número limitado de microrganismos na natureza que possam ser testados, os quais são bastante diferentes entre si. Microrganismos isolados em território brasileiro têm demonstrado excelente potencial biocatalisador frente a diferentes substratos orgânicos de interesse, como por ex. na hidrólise de óleos marinhos 2,3 , na síntese de ésteres de ácidos graxos poliinsaturados 4 e de ésteres de aroma 5 .Dentre as enzimas hidrolíticas de maior interesse estão as lipases (glicerol ester hidrolase E C. 3.1.1.3), que são biocatalisadores versáteis capazes de catalisar diferentes reações, tanto em meio aquoso como em meio orgânico, com teor de água restrito. Entre as lipases de vegetais, animais e microbianas, estas últimas são as mais utilizadas e, na sua grande maioria, não são nocivas a saúde humana, sendo reconhecidas como "Generally Regarded as Save -GRAS" 6 . Do ponto de vista industrial, os fungos são especialmente valorizados porque as enzimas por eles produzidas normalmente são extracelulares, o que facilita sua recuperação do meio de fermentação 7 . Os trabalhos replatados em literatura sobre lipases fúngicas são numerosos, sendo que os mais ...

Bioprospecting of lipolytic microorganisms obtained from industrial effluents

“…Incubation time (72 hours) was the same for both species. Burkert et al (2004), with Geotrichum sp., obtained enzymatic activity of 17 U/ml, after 50 hours of incubation, meanwhile Carvalho et al (2005), observed 12.8 U/ml, with Geotrichum candidum, after 72 hours. Both studies used olive oil as carbon source and quantified the fatty acids by titration.…”

Avaliação da produção de lipases por diferentes cepas de microrganismos isolados em efluentes de laticínios por fermentação submersa

“…A diversidade de microrganismos existentes justifica a busca por novos produtores de enzimas (CARVALHO et al, 2005;LIMA et al, 2001). A identificação de novas fontes microbianas, principalmente não tóxicas ao organismo humano, é de interesse estratégico, pois, além de garantir o suprimento de enzimas aos mais variados processos industriais, tornam possível o desenvolvimento de novos sistemas enzimáticos que não podem ser realizados a partir de enzimas vegetais ou animais (OLIVEIRA et al, 2006).…”

“…O fungo E 20 foi classificado como do gênero Penicillium, enquanto que os fungos E 9 e E 21 foram pertencentes ao gênero Aspergillus, sendo ambos reportados como bons produtores de lipases por Carvalho et al (2005) Maia et al (2001).…”

Potential application in biocatalysis of mycelium-bound lipases from Amazonian fungi

“…16,17 In fact, lipases have been widely recognized as the most important group of biocatalysts for biotechnological applications. [18][19][20] They have been used to catalyze hydrolysis, esterification, transesterification and interesterification reactions, with extreme process simplicity, higher quality of the final product and excellent yield.…”

“…23 The immense biological diversity in the Amazon region and the importance of fungi as enzyme sources, has led to the search for new biocatalysts with special characteristics and possibilities for application in biotechnological processes. 16,28 The access to a wide range of lipase types has made them even more desirable for two additional reasons: (i) from the large number of lipases cited in the literature, only the enzymes of a few species have been shown to be stable and have biosynthetic capacities suitable for routine use in organic reactions; and (ii) many important problems remain unsolved in the application of lipases in certain industrial processes. 29 Considering the need for production processes which are more committed to the ideal of sustainability, this study aims to contribute to the broadening of knowledge regarding the biotechnological potential of fungi from the Amazon region, particularly those isolated from flora, as potential mycelium bound-lipase sources for application in the field of biocatalysis.…”