Imobilização e estabilização de tripsina de pâncreas de porco em hidrogel de quitosana e aplicação em reações de hidrólise

Neste estudo, a tripsina do pâncreas suíno foi imobilizada em um suporte heterofuncional preparado ativando o hidrogel de quitosana (Qui) com glutaraldeído (Glu) e, em seguida, funcionalizando-o com glicina (Qui–Glu–Gli). O desempenho catalítico da tripsina imobilizada nas reações de hidrólise foi comparado com o desempenho catalítico da enzima imobilizada em quitosana ativada com glutaraldeído (Qui–Glu) e hidrogel de quitosana (Qui). A concentração máxima de proteína imobilizada em Qui–Glu–Gli foi de aproximadamente 16 mg.g −1 a pH 9,0 (5 mmol.L −1 de tampão de carbonato de sódio) a 25 °C a partir de uma carga de proteína oferecida de 20 mg.g −1 . Esse biocatalisador apresentou uma atividade específica máxima (AE) de 33,1 ± 0,2 nmol.min−1 .mg−1 para a hidrólise de benzoil-DL-arginina-p-nitroanilida (BAPNA), valores maiores quando comparados com o suporte clássico Qui-Glu (valores de AE variando entre 6,7 ± 0,1 nmol.min−1 .mg−1 e 8,1 ± 0,1 nmol.min−1 .mg−1 ). O modelo cinético de Elovich foi usado para descrever o processo de adsorção usando cargas iniciais de proteína baixas (3 mg.g -1 ) e altas (20 mg.g −1 ). O estudo de dessorção revelou uma taxa de 32% de dessorção da tripsina a pH 5,00 e 50 °C, na presença de detergente Triton-X, destacando a ocorrência de interações hidrofóbicas e iônicas entre a tripsina e o suporte. A temperatura ideal para a hidrólise de BAPNA catalisada pela tripsina imobilizada (60 °C) foi 10 °C mais alta do que a de sua forma solúvel. Além disso, a enzima imobilizada foi de 16 a 20 vezes mais estável do que sua forma solúvel a 50-55 °C. Estudos termodinâmicos, demonstraram que o fator de estabilização da enzima imobilizada foi de 20 vezes maior que a enzima livre para temperatura de 45 e 50 oC. A hidrólise completa da albumina sérica bovina (ASB) a 37 °C foi alcançada após 2 horas usando uma enzima solúvel, enquanto, para sua forma imobilizada, o rendimento da hidrólise foi de 47%. Testes de reutilização revelaram que esse biocatalisador reteve 37% de sua atividade original após 10 lotes sucessivos de hidrólise. Com base nesses resultados, esse suporte pode ser usado como uma alternativa interessante para a produção de biocatalisadores heterogêneos com alta atividade catalítica e estabilidade térmica, apesar de apresentar baixo desempenho quando comparado com a enzima solúvel no processo de hidrólise da albumina sérica bovina.