Inmovilización covalente de una endopoligalacturonasa de levadura sobre alginato de calcio

Abstract

Los inconvenientes que se tienen en la industria con catalizadores enzimáticos solubles son superados cuando se inmoviliza la enzima, al tiempo que permite que los procesos biotecnológicos sean rentables. En el presente trabajo, se realizó la inmovilización de la enzima endopoligalacturonasa de Kluyveromyces marxianus CCEBI 2011 en alginato de calcio activado con glutaraldehído y peryodato de sodio, respectivamente. El preparado enzimático soluble obtenido en el laboratorio, se purificó y concentró hasta una actividad enzimática de 393 U/mL y una actividad específica de 288.9 U/mg. Se demostró por cromatografía de exclusión molecular que el acceso de la enzima al interior del gel es prácticamente nula. Las perlas de alginato de calcio de concentración 2 % (m/v), adquirieron durante la activación con glutaraldehído un número considerablemente superior de grupos formilo (5.8 moles de grupos carbonilo por mol de unidades monoméricas), disponibles para el enlace con la endoPG, que el alcanzado por la oxidación con peryodato. De igual forma, los mejores resultados en cuanto a rendimiento global de inmovilización (19.4 %) y una aceptable actividad del biocatalizador inmovilizado (195 U/g) se reportaron para la variante realizada con una relación enzima/soporte de 10 U/mg sobre el gel activado alginato-glutaraldehído. La endoPG inmovilizada, se empleó a razón de 0.5 U/mL para la obtención de hidrolizados biológicamente activos (grado de polimerización de 7-16) de pectinas con diferentes grados de esterificación (28.9-75 %), lo cual se logró para un tiempo de reacción relativamente corto (40 min), permitiendo su separación por simple decantación del hidrolizado.

The inconveniences that are had in the industry with free enzymatic catalysts are overcome when the enzyme is immobilized, at the time that allows that the biotechnical processes are profitable. In this research, it was carried out the immobilization of the endopolygalacturonase enzyme of Kluyveromyces marxianus CCEBI 2011 in calcium alginate activated with glutaraldehyde and sodium periodate, respectively. The free enzymatic preparation obtained at the laboratory, became purified and concentrated until an enzymatic activity of 393 U/mL and a specific activity of 288.9 U/mg. It was demonstrated by molecular exclusion chromatography that the enzyme’s access into the alginate beads is very limited. The glutaraldehyde-activated calcium alginate gel 2 % (m/v) added a higher number of carbonyl groups (5.8 mol of carbonyl groups by monomeric units), than the one reached by the periodate oxidation. The same way, the global immobilization yield (19.4%) and an acceptable activity of the immobilized biocatalyst (195 U/g) were reported when the enzyme/soport rate was 10 U/mg and the alginate beads were activated with glutaraldehyde. The immobilized endoPG was used (0.5 U/mL) to obtain biologically active pectin hydrolyzated (degree of polymerization 7-16) for substrates with several esterification degrees (28.9-75%), which was achieved for a relatively short reaction time (40 min). The active oligogalacturonides were easy separated by decantation.