Physcal chemical and thermodynamic characterization of papain at organic media

Summary: Carica papaya L. é uma espécie de fruteira tropical que produz os frutos
conhecidos pelos nomes comerciais de papaia. A espécie é nativa do sul do
México, América Central e norte da América do Sul (NPGS/GRIN, 2011 e Morton,
JF, 1987) estando naturalizada nas Caraíbas, Flórida e diversas regiões de
África. A espécie é cultivada como fruteira no Brasil, Índia, Austrália, Malásia,
Indonésia, Filipinas, Angola, Hawaii e muitas outras regiões dos trópicos e subtrópicos
(NPGS/GRIN, 2011 e Morton, JF, 1987). A enzima:

A papaína é uma enzima proteolítica obtida da Carica papaya, com ação
proteolítica obtida do látex do mamoeiro. A enzima possui amplo espectro de
especificidade, os peptídeos, amidas, ésteres e tioésteres são todos
susceptíveis para hidrólise catalítica da papaína. A papaína é uma cisteíno
proteinase (EC 3.4.22.2) com ampla especificidade de substrato e com várias
aplicações. A mesma tem sido isolada do Látex da fruta da papaia (mamão) e a
pré-proteína consiste em 345 amino ácidos com massa molecular de 23.425 Da
que é secretada como um zimogeno. Após a divisão do peptídeo de ativação, a
enzima madura contém 212 aminoácidos, sendo organizados em dois domínios.
A papaina tem uma estutura tridemensional globular constituida de alfa helices
e folhas beta e com tres pontes dissulfeto que lhe conferem alta estabilidade
térmica.

Como a enzima papaína tem sua atividade bastante diversificada podendo
catalisar a hidrólise de peptídeos, amidas, ésteres e tioésteres a sua aplicação
no setor industrial e biotecnológico aumenta a cada dia. Além disto, a produção
do fruto no estado e no país é bastante representativa e de alto volume no
estado, assim o material básico usados para extração da papaína neste projeto,
o látex do fruto ou as folhas, existem em abundância e abundância de matéria
prima ainda não aproveitada primariamente esta seria uma fonte promissora
para extração e utilização da mesma no setor biotecnológico.
Apesar de já ser bem estabelecida algumas propriedades dessa enzima em
meios reacionais aquosos, a investigação de enzimas como a papaína na
presença de outros solventes orgânicos que podem aumentar a solubilidade de
substratos apolares e sua atuação em outros meios reacionais ainda é
relativamente escasso e de relevância científico-tecnológica. Além disto, para
que a enzima possa substituir métodos convencionais químicos nas industrias é
preciso conhecer a fino suas propriedades físico-química e estruturais o melhor
possível em meios aquosos para aumentar o controle e previsão dos processos.
Além disto, quando a enzima é usada para substituir métodos convencionais
químicos a mesma tem de atuar em meios aquo-restritos, ou seja, meios com
alta concentração de solventes orgânicos e solutos que provocam mudanças na
estrutura e na atividade enzimática.
Deste modo, o presente projeto visa estudar a propriedades físico-química,
estruturais, cinéticas e termodinâmicas da enzima papaína em solventes
aquosos e aquo-orgânico que são similares as condições industriais, a fim de
fornecer dados para aumentar o controle sobre a modulação e a manutenção da
atividade enzimática da papaína durante os processos industriais em meios aquo
orgânicos.

Starting date: 01/04/2018
Deadline (months): 48

Participants:

Role	Name
Coordinator *	ALEXANDRE MARTINS COSTA SANTOS
Researcher *	ANTONIO ALBERTO RIBEIRO FERNANDES
Researcher *	JULIANA BARBOSA COITINHO GONCALVES
Student Doctorate *	EVALDO VITOR PEREIRA
Vice coordinator *	PATRICIA MACHADO BUENO FERNANDES (M/D)