Resumo |
As xilanases são glicosil hidrolases que catalisam a hidrólise aleatória de ligações glicosídicas β-1,4 internas da xilana com a formação de xilo-oligossacarídios solúveis e têm sido utilizadas para várias aplicações biotecnológicas. No entanto, essas enzimas normalmente não apresentam propriedades adequadas às condições dos processos industriais. Nesse trabalho, a técnica de mutagênese sítio-dirigida foi empregada com o propósito de obter xilanases mutantes, derivadas do gene xynA de Orpinomyces, mais estáveis. As xilanases SXWT e SXM (V108A; A199T) foram utilizadas como molde para a deleção de resíduos de aminoácidos específicos (G10, T30, N53, Q109 e G110) em regiões flexíveis da estrutura da xilanase, identificados por modelagem e dinâmica molecular, a fim de aumentar a estabilidade. Oito enzimas mutantes foram obtidas: SXWT-G10, SXWT-T30, SXWT-N53, SXWT-Q109/G110, SXM-G10, SXM-T30, SXM-N53 e SXM-Q109/G110. Após a confirmação das deleções, E. coli BL21 (DE3) RIPL foi transformada para superexpressão das enzimas. A concentração de IPTG de 0,25 mM promoveu a melhor produção das xilanases solúveis e ativas, resultando em valores de atividade entre 1.500 - 9.200 U.mg-1 de proteína. As xilanases mutantes SXWT; SXWT-G10, SXWT-T30, SXWT-N53 e SXWT-Q109/G110, avaliadas quanto ao efeito das deleções na estabilidade térmica, exibiram valores de meia-vida a 60 °C de 5,8; 7,4; 10,1; 5,6; e 8,4 min, respectivamente; e 11,1; 5,8; 22,5; 7,0; e 11,8 min para SXM, SXM-G10, SXM-T30, SXM-N53 e SXM-Q109/G110, respectivamente. Após purificação por cromatografia de troca iônica, o grau de pureza dos extratos enzimáticos foi avaliado por SDS-PAGE. As enzimas apresentaram maior atividade na faixa de 40 - 60 °C e pH 4 - 8. Os valores de KM das xilanases variaram de 0,21 - 2,53 g.L-1. Dentre as xilanases obtidas, SXWT-T30 e SXM-T30 destacaram-se devido ao aumento na estabilidade térmica sem comprometer a atividade, indicando que a mutagênese sítio-dirigida foi eficiente na obtenção de novos mutantes com potencial para aplicações biotecnológicas. |