Projeto de enzimologia by Evelyn Garcia

Enzima Xilanase

eveprgarcia — 2023-09-02 19:02:45 UTC

Justificativa

eveprgarcia — 2023-09-02 19:04:47 UTC

Escolhemos essa enzima por sua ação catalizadora na quebra da xilana, que é um polissacarídeo encontrado em paredes celulares de plantas, assim abrindo um leque de possibilidades para indústrias que necessitam dessa quebra de forma mais rápida para seus produtos finais.

Características

eveprgarcia — 2023-09-02 19:06:55 UTC

- Enzima específica para quebra de xilana;
- Atua como catalizador biológico;
- Atividade ótima de pH 5-7;
- Temperatura ótima entre 50°C a 70°C;
- Cooperação com outras enzimas, como a celulase e hemicelulase, degradando os materiais lignocelulósicos complexos com mais eficiência;
- Produção microbiana, como bactérias e fungos, podendo ser cultivados em fermentação;
- Amplamente usada na indústria de alimentos, papel, etanol e tratamento de águas residuais.

Aplicação da Enzima

eveprgarcia — 2023-09-12 11:47:19 UTC

A xilanase degrada a xilana, que está presente na parede celular vegetal, e pode ser difícil de processar, muito presente na indústria de papel.
Branqueamento de Polpa de Celulose: A xilanase é usada no processo de branqueamento de polpa de celulose, que é um passo crítico na fabricação de papel. A quebra da xilana, melhora a eficiência do branqueamento e ajuda a obter uma polpa de celulose mais branca e de melhor qualidade.
As xilanases atuam sobre o xilano precipitado na lignina, o xilano se precipita na lignina devido a diminuição do pH no final do passo de aquecimento e funciona como um obstáculo para produtos químicos para penetrar na fibra. A remoção deste xilano pelas xilanases levaria a uma maior exposição da lignina aos compostos utilizados no branqueamento da polpa de papel.

Diferencial

eveprgarcia — 2023-09-12 23:17:46 UTC

Esta enzima é produzida extracelularmente por fungos, os quais utilizam resíduos industriais para seu cultivo, assim facilitando sua coleta, purificação e aproveitamento de resíduos.

Caracterização da Enzima

2023-09-24 20:46:47 UTC

Classificação: A xilanase faz parte das enzimas conhecidas como glicosil hidrolases, que catalisam a quebra de ligações glicosídicas em polissacarídeos.
O nome sistemático é 4-β-D-xilano xilohidrolase, baseado na reação catalisada pela enzima.
Parâmetros Cinéticos: os parâmetros da xilanase descrevem como ela catalisa a reação de quebra de substrato. Esses parâmetros incluem a velocidade máxima, a afinidade pelo substrato e a constante catalítica. Observação: esses parâmetros podem variar de acordo com a fonte da xilanase.
O mecanismo de atuação da xilanase envolve a quebra de ligações glicosídicas na cadeia do xilano. A enzima atua através do mecanismo ácido-base, ela catalisa a hidrólise da ligação glicosídica entre duas unidades de açúcar na molécula do xilano, e os quebra em partes menores. Essas unidades de açúcar são liberadas da enzima, e torna o xilano mais acessível para o branqueamento do papel.

2023-09-27 01:17:19 UTC

Bibliografia

CAROLINA, A.; KMETZKI, F. UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ CAMPUS DE CASCAVEL CENTRO DE CIÊNCIAS MÉDICAS E FARMACÊUTICAS MESTRADO EM CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS. Disponível em: .

SA, P. S. DESENVOLVIMENTO DE COQUETÉIS ENZIMÁTICOS A PARTIR DE DIFERENTES FUNGOS FILAMENTOSOS HIDRÓLISE DA BIOMASSA LIGNOCELULÓSICA. Disponível em: .

Importância

eveprgarcia — 2023-10-24 16:18:25 UTC

Xinalase é crucial no branqueamento do papel, e redução no uso de agentes químicos agressivos como cloro, e uso de uma enzima oferece vantagens como biodegrabilidade, especificidade com o substrato, e eficiência catalíticas.

Processo de Aplicação

eveprgarcia — 2023-10-24 16:18:55 UTC

1° Isolamento e cultivo;

2° Produção extracelular da enzima;

3° Purificação por Cromatografia de Troca Iônica (IEC ou IEX), apresentado no link a seguir: https://www.dctech.com.br/cromatografia-de-troca-ionica/;

4° Aplicação da enzima no processo de fabricação do papel, 5° monitoramento e ajustes para a enzima funcionar na sua temperatura e pH ideal.

Produção

2023-10-24 17:56:04 UTC

A produção será feita pelo fungo Aspergillus japonicus, em meio líquido composto por:

0,1% de CaCO3;
0,5% NaCl;
0,1% NH4Cl;
0,5% água maceração de milho;
H2O destilad;
1% sabugo de milho.

Extração

2023-10-24 17:56:45 UTC

A enzima é produzida extracelularmente e sua extração é feita da seguinte forma:

Após o tempo de cultivo, a massa micelial é separada do meio por filtração a vácuo, utilizando um funil de Büchner contendo papel de filtro

Purificação

2023-12-01 16:58:23 UTC

Não é necessário um processo de purificação, elas precisam ser ativas em altas temperaturas e pH alcalino e devem ser livres de celulases para preservar as fibras de celulose.

Mecanismos de catálise

eveprgarcia — 2023-12-01 17:19:57 UTC

Hidrólise de Ligações Glicosídicas: A xilanase quebra as ligações entre as xiloses, levando a degradação da hemicelulose, a qual faz parte do processo de branqueamento do papel.

É necessário um resíduo ácido (ácido acético) na xilanase pode doar um próton para a unidade de xilose, enquanto um resíduo básico (amônia) pode atuar como aceitador, facilitando a quebra da ligação glicosídica.

Imobilização

jhoceccon — 2023-12-01 17:29:13 UTC

Imobilização vai acontecer por alginato -> como vantagens para esse método temos: facilidade de transporte e manipulação (visto o transporte até fábricas de papel); fácil recuperação da enzima.