PREPARACIÓN Y FUNCIONALIZACIÓN DE UNA MATRIZ DE CHITOSAN-ALGINATO PARA LA ADSORCIÓN DE PROTEÍNAS

BERINO, ROMINA; WOITOVICH VALETTI NADIA; PICÓ GUILLERMO

Zavalla

Congreso; XV Congreso y XXXIII Reunión Anual de la Sociedad de Biología de Rosario - Año 2013; 2013

Sociedad de Biología de Rosario

La separación de proteínas y otras macromoléculas de sus fuentes naturales es uno de los pasos más costosos en el proceso de producción de enzimas, pudiendo llegar a ser el 70-80% del costo total del mismo. Por esta razón es indispensable el diseño de nuevas estrategias bioseparativas que permitan disminuir los costos de procesamiento. La adsorción de proteínas sobre matrices insolubles formadas por polímeros aporta una posible solución al problema de la bioseparación. El objetivo central de este trabajo fue el desarrollo de matrices bipoliméricas para la adsorción de proteínas de interés industrial. Se eligieron dos polímeros naturales con carga opuesta: chitosan (CHI) y alginato (ALG), ambos son biodegradables y no tienen impacto negativo sobre el medio ambiente. La proteína elegida para los estudios de adsorción fue la pepsina porcina. Dentro de las aplicaciones de esta proteína en la industria podemos destacar sus usos en catálisis industrial, cosméticos, cremas, clarificación de bebidas, entre otras. Este trabajo se encuentra dividido en dos objetivos parciales: el primero es el desarrollo de matrices insolubles bipoliméricas y para ello se estudió la interacción entre CHI y ALG para dar matrices insolubles utilizando la técnica de precipitación ionotrópica. De esta manera se lograron determinar las condiciones óptimas para la formación de la matriz. Se encontró que la mezcla de los polímeros es insoluble en el rango de pH entre 4,00 y 6,00 alcanzando la mayor cantidad de producto formado a pH 5,00. Se realizó la titulación turbidimétrica de un polímero con el otro y de esta manera se determinó la estequiometría de la interacción. Se encontró que la estequiometría para la formación del complejo es de 1:1 y que la misma no varía al cambiar el orden de agregado de los polímeros. Sin embargo, la matriz así formada presenta un rango de insolubilidad muy estrecho y es altamente sensible a la fuerza iónica. Por ello se utilizaron las condiciones antes determinadas para la formación de una matriz CHI/ALG entrecruzada covalentemente con un reactivo químico: la epiclorhidrina. Las matrices preparadas usando dicho reactivo mostraron ser insolubles en todo el rango de pH estudiado y no fueron afectadas por la fuerza iónica del medio con lo que se logró el primer objetivo parcial propuesto. El segundo objetivo de este trabajo fue la utilización de la matriz obtenida para la adsorción de pepsina utilizando un sistema en batch. Se eligió para trabajar un medio a pH 3,00 y se determinaron las isotermas de adsorción y desorción en función del tiempo, las isotermas de adsorción en el equilibrio y las condiciones óptimas para la desorción de la proteína. En todos los casos, se midieron proteínas iniciales en el sistema y el remanente en el sobrenadante luego de la adsorción y, por diferencia, se estimó la cantidad de proteína adsorbida. Se encontró que la matriz es apta para la adsorción de la proteína en estudio requiriendo de 40 min para llegar a la máxima adsorción y de tan solo 5 min para la desorción. La mejor condición para la desorción fue la utilización de (NH4)2SO4 500 mM, con la cual se recupera el 75% de la proteína adsorbida. A su vez, se encontró que la adsorción sigue una isoterma del tipo de Langmuir y el máximo porcentaje de proteína adsorbida fue del 65%. Finalmente se determinó que la matriz puede ser reutilizada entre 4 y 5 veces sin perder su capacidad de adsorción.