Precipitación de celulasa de Aspergillus niger empleando polielectrolitos catiónicos y aniónicos

BECHER RAMIRO; GIORDANO MATÍAS; BOGGIONE MARÍA JULIA; MARINI ANALÍA; FARRUGGIA BEATRIZ

Rosario

Congreso; XVIII Congreso de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2013

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

PRECIPITACIÓN DE CELULASA DE Aspergillus niger EMPLEANDO POLIELECTROLITOS CATIÓNICOS Y ANIÓNICOS.Ramiro Becher, Matías Giordano, María Julia Boggione, Analía Marini y Beatriz Farruggia. Lab. Fisicoqca Aplicada a la Bioseparación. Fac. Cs. Bioqcas y Farm. Suipacha 531 2000 Rosario. U.N.R. FonCyT. CONICET. CIUNR. bfarrug@fbioyf.unr.edu.arIntroducción: Las enzimas son ampliamente usadas como reactivos bioquímicos y en distintas ramas de la industria. La necesidad de disponer de grandes cantidades de enzimas con alto grado de pureza ha impulsado el desarrollo de la bioseparación de proteínas. La precipitación es utilizada a escala de laboratorio como también a escala industrial para la purificación de proteínas. Las proteínas pueden precipitarse por la interacción con polielectrolitos por la formación de un complejo insoluble. La precipitación con polielectrolitos (PE) ofrece la posibilidad de llevar a cabo una adecuada purificación. Esto se debe a que requiere bajas concentraciones de polímero, es un proceso simple, rápido y con posibilidades de ser llevado a cabo en gran escala, conduciendo a metodologías industriales limpias. Las celulasas (CEL) son enzimas claves desde el punto de vista biotecnológico por sus aplicaciones en las industrias, para la fermentación de biomasa en biocombustibles y en aplicaciones farmacéuticas así como en investigaciones biológicas.Objetivos: estudiar la formación de complejos entre diferentes PEs y un liofilizado comercial de una celulasa (LCC) producida por Aspergillus niger, como punto de partida para aislar dicha proteína desde diferentes caldos de cultivo fúngico. Se utilizó un PE aniónico, el polivinil sulfonato de sodio (PVS), y uno catiónico, el chitosán (CHS).Resultados: La medición de la turbidez a 420 nm permitió seguir la formación del complejo para las diferentes condiciones estudiadas: turbidez en un rango de pH de 1 a 9 para el PVS y de 1 a 12 para CHS, para concentraciones del LCC desde 15 hasta 40 mg/ml y para concentraciones de soluciones de polímero desde 0.5 hasta 2,0% P/P en el caso del PVS y 0.03 a 0,10% P/V para el CHS, y a diferentes fuerzas iónicas dadas por NaCl de 0,25 hasta 1 M. La determinación de la actividad enzimática de la celulasa en las diferentes condiciones permitió medir la capacidad del método para proteger la actividad biológica. El rango de insolubilidad del complejo PVS-CEL estuvo en valores de pH por debajo de 3,5 y entre 4,0 y 7,0 para el complejo CHS-CEL. Los mejores perfiles de precipitación se lograron con PVS 1,0% P/P y CHS 0,05% P/V, una solución del LCC de 30 mg/ml en ambos casos. En ambos casos se observó una caída importante de la absorbancia a 420 nm en presencia de 0.25 M de NaCl pudiendo pensar en el cambio de la fuerza iónica del medio como forma de re-disolución de los complejos formados. También se comprobó que la presencia del polímero no afecta la actividad enzimática bajo las condiciones de trabajo elegidas.Conclusiones: Se obtuvieron las condiciones básicas para la formación de los complejos insolubles. Se observó que los diagramas de solubilidad fueron poco dependientes de la concentración del polímero. No se observó pérdida de la actividad enzimática durante la precipitación, por lo que concluimos que tanto el PVS como el CHS serían estabilizantes apropiados de la celulasa. Las curvas de precipitación realizadas en medios de distintas fuerzas iónicas demostraron que las interacciones entre la enzima y cualquiera de los dos polímeros son fundamentalmente electrostáticas. Se consiguieron elevados valores de purificación (2,5 con PVS o 6 con CHS) y bajos rendimientos, aunque con CHS se consiguieron rendimientos del 60%.