Engenharia Enzimática
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Abstrato

Superexpressão da L-Arabinose Isomerase para a produção do adoçante a granel de baixa caloria D-Tagatose

Monika Van Holsbeeck, Efstathia Tsakali, Evelien Syryn, Guido Aerts, Jan Van Impe e Ilse Van de Voorde

Cultivos de alta densidade celular mostram um enorme potencial para produzir proteínas recombinantes em quantidades que excedem em muito a disponibilidade em recursos naturais. Um exemplo interessante de uma proteína recombinante é uma L-arabinose isomerase, que é capaz de converter D-galactose no adoçante de baixo teor calórico e baixo índice glicêmico D-tagatose. Neste estudo, a L-arabinose isomerase de Geobacillus stearothermophilus foi expressa intracelularmente em Escherichia coli. O meio de cultivo continha glicose, extrato de levedura e vários macro e micronutrientes. O efeito da taxa de fluxo de ar no crescimento de E. coli e na expressão da L-arabinose isomerase foi estudado. Após 52 horas, uma densidade óptica e peso celular seco de 154 ± 4 e 54,8 ± 1,3 g L-1 foram atingidos, respectivamente, regulando a taxa de fluxo de ar entre 0,2 e 30 L min-1. Uma atividade de L-arabinose isomerase correspondente de 6,99 ± 0,46 U mL-1 foi alcançada. Uma desvantagem do cultivo de alta densidade celular é a produção do subproduto ácido acético, que pode inibir o crescimento. No entanto, a concentração de ácido acético foi mantida o mais baixa possível durante a fermentação para evitar efeitos inibitórios inerentes a este composto. Com a L-arabinose isomerase produzida, uma porcentagem de conversão de 37,1 ± 1,5% foi alcançada, correspondendo a 94,9 ± 3,7 g L-1 D-tagatose. Assim, a implementação de um cultivo de alta densidade celular levou a uma expressão eficiente da enzima L-arabinose isomerase e à produção de D-tagatose. Também a estabilidade de armazenamento das células foi investigada durante vários meses a 4°C. Uma enzima L-arabinose isomerase estável foi notada durante pelo menos 8 meses de armazenamento a 4°C.