ENZIMOLOGIA E FERMENTAÇÕES INDUSTRIAIS

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA

DEPARTAMENTO DE SAÚDE

CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS

ENZIMOLOGIA E FERMENTAÇÕES INDUSTRIAIS

DANIELLE FIGUEREDO DA SILVA

DAYSE ALESSANDRA ALMEIDA DA SILVA

ISABELLA MARY ALVES REIS

Determinação da Atividade da Invertase do levedo

Feira de Santana – BA

2012

DANIELLE FIGUEREDO DA SILVA

DAYSE ALESSANDRA ALMEIDA DA SILVA

ISABELLA MARY ALVES REIS

Determinação da Atividade da Invertase do levedo

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Feira de Santana – BA

2012

INTRODUÇÃO

A invertase (-frutofuranosideo frutoidrolase) é a mais importante enzima de interesse industrial sintetizada pela levedura Saccharomyces cerevisiae. A maior parte dos processos industriais que fazem uso dessa enzima emprega células in vivo de leveduras. Foram identificadas duas diferentes formas de invertase em S. cerevisiae: a glicosilada que está localizada no espaço periplasma e encontra-se associada à parede celular da levedura e, outra que não é glicosilada e está concentrada no citoplasma (BOFO; CASTRO; MEDEIROS, 2005).

A atividade invertase da levedura está relacionada com a invertase do periplasma que hidrolisa a sacarose produzindo uma mistura equimolar de glicose e frutose. As enzimas invertases quebram a sacarose em hexoses, disponibilizando as células carbono e energia para os processos de respiração e síntese de compostos diferenciados. (LEITE et al, 2011).

A principal enzima utilizada na inversão de sacarose, a invertase, é um catalisador biológico que apresenta uma elevada especificidade em relação ao substrato e sua utilização reduz a geração de subprodutos indesejáveis na reação, facilitando a separação dos produtos e reduzindo problemas de tratamento de efluentes (BARBOSA, 2009).

Praticamente todas as reações químicas que conformam o metabolismo celular são mediadas por enzimas, as quais são proteínas catalisadoras extremamente eficientes e de alta seletividade que aumentam a velocidade das reações, sem sofrerem alterações no processo global (CHAMPE et al., 2006). A catálise enzimática ocorre no interior dos limites de uma cavidade na enzima chamada sítio ativo (NELSON e COX, 2006). Uma vez que a função das enzimas é a catálise de reações químicas, todo o estudo da atividade dessa função deve ser baseado em medidas quantitativas da velocidade da reação catalisada.

Considerando a teoria proposta por Michaelis-Menten, em todas as reações enzimáticas, a enzima (E) se combina rápida e reversivelmente com o substrato (S) para formar um complexo (ES) (NELSON e COX, 2006). Apenas se considera um passo relevante do ponto de vista cinético entre o complexo ES e a liberação de produto (P) com regeneração da molécula de enzima, sendo que o passo da formação de produto é irreversível, como descrito na Figura 1.

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Figura 1. Reação catalisada por enzimas (Fonte: SCHEFFER ; GONZÁLEZ, 2003).

Em concentrações relativamente baixas de substrato, V0 (velocidade inicial) aumenta quase que linearmente com o aumento da [S] (concentração de substrato). Já em altas [S], V0 aumenta cada vez menos em resposta aos aumentos da [S]. Por fim, é alcançado um ponto acima do qual ocorrem aumentos insignificantes de V0, à medida que a [S] aumenta (Figura 2). Esse patamar atingido para tais valores de V0 é muito próximo da velocidade máxima, Vmáx (NELSON e COX, 2006).

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Figura 2. Efeito da concentração de substrato na velocidade inicial de uma reação catalisada por enzima (Fonte: ALMEIDA, 2007).

A equação matemática que define a relação quantitativa entre a velocidade de uma reação enzimática e a concentração do substrato, é a equação de Michaelis-Menten (Figura 3). O Km é definido como a concentração de substrato necessária para que a velocidade da reação enzimática seja a metade da máxima (Vmáx). O valor de Km varia, consideravelmente, de uma enzima para outra e em uma enzima particular com diferentes substratos. Em alguns casos, mudanças nas condições de reação, como pH ou temperatura, podem ter influencia no valor de Km (COPELAND, 2000).

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Figura 3. Equação proposta por Michaelis-Menten (Fonte: NELSON e COX, 2006).

Através da equação de Michaelis-Menten é possível a transformação em gráfico dos duplos recíprocos ou Lineweaver-Burke, o gráfico de 1/V0 versus 1/[S] é representado por uma linha reta (Figura 4). Essa linha tem uma inclinação de KM/Vmáx, um intercepto de 1/Km no eixo de 1/[S]. O gráfico dos duplos recíproco para velocidade de reações enzimáticas é muito útil na diferenciação de diferentes mecanismos de reação enzimática e na análise de inibidores de enzimas (NELSON; COX, 2006).

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