Xilanases: principais metodologias e parâmetros cinéticos

Autores

  • Leandro Freire dos Santos Universidade Federal do Paraná
  • Priscila Lumi Ishii
  • Leandro Freire dos Santos Universidade Federal do Paraná - UFPR https://orcid.org/0000-0003-4482-3706
  • Priscila Lumi Ishii Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho - UNESP

DOI:

https://doi.org/10.20873/jbb.uft.cemaf.v2n2.santos

Palavras-chave:

técnicas de purificação, imobilização de enzimas, xilanas, termoestabilidade, atividade enzimática

Resumo

As endo β 1,4 xilanases são enzimas extracelulares que fazem a hidrólise de substratos que possuem ligações do tipo β 1,4. A xilana é o principal representante dentre os substratos susceptíveis ao ataque hidrolítico das xilanases. Encontra vasta aplicação em diferentes setores da economia. O objetivo do presente trabalho foi revisar a literatura publicada sobre as principais metodologias utilizadas para se trabalhar com estas enzimas, bem como reunir alguns parâmetros cinéticos. As metodologias revisadas estão centralizadas principalmente no processo de purificação, haja vista que é uma etapa essencial para otimização da sua atividade enzimática e conseguinte aplicação industrial. Destacam-se as técnicas que utilizam a precipitação por sais e metodologias refinadas como a cromatografia e suas variações. Tem ganhado destaque, em pesquisas acadêmicas, os estudos de planejamentos fatoriais e imobilização enzimática. Tais metodologias buscam respectivamente, dentre outras coisas, condições otimizadas de produção e reciclagem enzimática.

Referências

Bae, H. J.; Kim, H. J.; Kim, Y. S. (2008), Production of a recombinant xylanase in plants and its potential for pulp biobleaching applications. Bioresource Technology, 99, 3513-3519.

Bakalova, N. G.; Petrova, S. D.; Atev, A. P.; Bhat, M. K.; Kolev, D. N. (2002), Biochemical and catalytic properties of endo-1,4-beta-xylanases from Thermomyces lanuginosus (wild and mutant strains). Biotechnology Letters, 24, 1167-1172.

Bataillon, M.; Nunes Cardinali, A. P.; Castillon, N.; Duchiron, F. (2000), Purification and characterization of a moderately thermostable xylanase from Bacillus sp. strain SPS-0. Enzyme and Microbial Technology, 26, 187-192.

Cardoso, O. A. V. and Ferreira Filho, E. X. (2003), Purification and characterization of a novel cellulase-free xylanase from Acrophialophora nainiana. FEMS Microbiology Letters, 223, 309-314.

Carmona, E. C.; Fialho, M. B.; Buchgnani, E. B.; Coelho, G. D.; Brocheto-Braga, M. R.; Jorge, J. A. (2005), Production, purification and characterization of a minor form of xylanase from Aspergillus versicolor. Process Biochemistry, 40, 359-364.

Cepeljnik, T.; Krizaj, I.; Marinsek-Logar, R. (2004), Isolation and characterization of the Pseudobutyrivibrio xylanivorans Mz5T xylanase XynT - the first family 11 endoxylanase from rumen Butyrivibrio-related bacteria. Enzyme and Microbial Technology, 34, 219-227.

Chen, C.; Chen, J-L.; Lin, T-Y. (1997),Purification and characterization of a xylanase from Trichoderma longibrachiatum for xylooligosaccharide production. Enzyme and Microbial Technology, 21, 91-96.

Collins, T.; Meuwis, M. A.; Stals, I.; Claeyssens, M.; Feller, G.; Gerday, C. (2002), A Novel Family 8 Xylanase, Functional and Physicochemical Characterization. The Journal of Biological Chemistry, 277, 35133-35139.

Damaso, M. C. T.; Almeida, M. S.; Kurtenbach, E.; Martins, O. B.; Pereira-Jr. N.; Andrade, C. M. M. C.; Albano, R. M. (2003), Optimized expression of a thermostable xylanase from thermomyces lanuginosus in Pichia pastoris. Applied and environmental microbiology, 69, 6064-6072.

Debeire, P.; Priem, B.; Strecker, G.; Vignon, M. (1990), Purification and properties of an endo-l,4- xylanase excreted by a hydrolytic thermophilic anaerobe, Clostridium thermolacticum: A proposal for its action mechanism on larchwood 4-0- methylglucuronoxylan. European Journal of Biochemistry, 187, 573-580.

Decelle, B.; Tsang, A.; Storms, R. K. (2004), Cloning, functional expression and characterization of three Phanerochaete chrysosporium endo-1,4-b-xylanases. Current Genetics, 46, 166-175.

Fernández-Espinar, M.; Piñaga, F.; Graaff, L. de; Visser, J.; Ramón, D.,Vallés, S. (1994), Purification, characterization and regulation of the synthesis of an Aspergillus nidulans acidic xylanase. Applied Microbiology and Biotechnology, 42, 1994.

George, S. P.; Ahmad, Rao, M. B. (2001), Involvement of a Lysine Residue in the Active Site of a Thermostable Xylanase from Thermomonospora sp. Biochemical and Biophysical Research Communications, 282, 48-54.

Georis, J.; Giannottaa, F.; De Buyl, E.; Granier, B.; Frèrea, J-M. (2000), Purification and properties of three endo-b-1,4-xylanases produced by Streptomyces sp. strain S38 which differ in their ability to enhance the bleaching of kraft pulps . Enzyme and Microbial Technology, 26, 178-186.

Ghosh, A. K.; Banerjee, P. C.; Sengupta, S. (1980), Purification and properties of xylan hydrolase from mushroom Termitomyces clypeatus. Biochimica Biophysica Acta, 612, 143-152.

Gupta, S.; Bhushan, B.; Hoondal, G. S. (2000), Isolation, purification and characterization of xylanase from Staphylococcus sp. SG-13 and its application in biobleaching of kraft pulp. Journal of Applied Microbiology, 88, 325-334.

Haros, M.; Rosell, C. M.; Benedito, C. (2002), Effect of different carbohydrases on fresh bread texture and bread staling. European Food Research and Technology, 215, 425-430.

Heck, J. X.; Soares, L. H. B.; Hertz, P. F.; Ayub, M. A Z. (2006), Purification and properties of a xylanase produced by Bacillus circulans BL53 on solid-state cultivation. Biochemical Engineering Journal, 32, 179-184.

Jänis, J.; Pulkkinen, P.; Rouvinen, J.; Vainiotalo, P. (2007), Determination of steady-state kinetic parameters for a xylanase-catalyzed hydrolysis of neutral underivatized xylooligosaccharides by mass spectrometry. Analytical Biochemistry, 365, 165-173.

Jiang, Z. Q.; Deng, W.; Zhu, Y. P.; Li, L. T.; Sheng, Y.J.; Hayashi, K. (2004), The recombinant xylanase B of Thermotoga maritima is highly xylan specific and produces exclusively xylobiose from xylans, a unique character for industrial applications. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 27, 207-213.

Jiang, Z.; Bail, A. L.; Wu, A. (2008), Effect of the thermostable xylanase B (XynB) from Thermotoga maritima on the quality of frozen partially baked bread. Journal of Cereal Science, 47, 172-179.

Kalogeris, E.; Christakopoulos, P.; Vrsanská. M.; Kekos, D.; Macris, B. J. (2001), Catalytic properties of the endoxylanase I from Thermoascus aurantiacus. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 11, 491-501.

Kaneko, S.; Kuno, A.; Muramatsu, M.; Iwamatsu, S.; Kusakabe, I.; Hayashi, K. (2000), Purification and characterization of a family G/11 beta- xylanase from Streptomyces olivaceoviridis E-86. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 634, 447-451.

Katapodis, P.; Vrsanská, M.; Kekos, D.; Nerinckx, W.; Biely, P.; Claeyssens, M.; Macris, B. J.; Christakopoulos, P. (2003), Biochemical and catalytic properties of an endoxylanase purified from the culture filtrate of Sporotrichum thermophile. Carbohydrate Research, 338, 1881-1890.

Khanna, S. and Gauri. (1993), Regulation, purification, and properties of xylanase from Cellulomonas fimi. Enzyme and Microbial Technology, 15, 990-995.

Khasin, A.; Alchanati, I.; Shoham, Y. (1993), Purification and Characterization of a Thermostable Xylanase from Bacillus stearothermophilus T-6. Applied and environmental microbiology, 59, 1725-1730.

Kolenová, K.; Vrsanská, M.; Biely, P. (2005), Purification and characterization of two minor endo-β-1,4-xylanases of Schizophyllum commune. Enzyme and Microbial Technology, 36, 903-910.

Kolenová, K.; Vrsanská, M.; Biely, P. (2005), Purification and characterization of two minor endo-β-1,4-xylanasesof Schizophyllum commune. Enzyme and Microbial Technology, 36, 903-910.

Krisana, A.; Rutchadaporn, S.; Jarupan, G.; Lily, G.; Sutipa, T.; Kanyawim, K. (2005), Endo-1,4-β-xylanase B from Aspergillus cf. niger BCC14405 Isolated in Thailand: Purification, Characterization and Gene Isolation. Journal of Biochemistry and Molecular Biology, 38, 17-23.

Lama, L.; Calandrelli, V.; Gambacorta, A.; Nicolaus, B. (2004), Purification and characterization of thermostable xylanase and β- xylosidase by the thermophilic bacterium Bacillus thermantarc. Research in Microbiology, 155, 283-289.

Levasseur, A.; Asther, M.; Record, E. (2005), Overproduction and characterization of xylanase B from Aspergillus niger. Canadian Journal of Microbiology, 51, 177-183.

Li, Y.; Cui, F.; Liu, Z.; Xu, Y.; Zhao, H. (2007), Improvement of xylanase production by Penicillium oxalicum ZH-30 using response surface methodology. Enzyme and Microbial Technology, 40, 1381-1388.

Mansour, F. A.; Shereif, A. A.; Nour El-Dein, M. M.; Bou-Dodara, M. I.; Ball, A. S. (2003), Purification and characterization of xylanase from a thermophilic Streptomyces sp. K37. Acta Microbiologica Polonica, 52, 159-172.

Martínez-Trujillo, A.; Pérez-Avalos, O.; Ponce- Noyola, T. (2003), Enzymatic properties of a purified xylanase from mutant PN-120 of Cellulomonas flavigena. Enzyme and Microbial Technology, 32, 401-406.

Ramos, C.; Morais, H.; Forgacs, E.; Cserhati, T.; Matos, N.; Oliveira, J. S. (2000), Biochemical characterization of xylanases of four strains of Lentinus edodes. Environmental Research Letters, 9, 219-227.

Rogalski J, Oleszek M, Tokarzewska-Zadora J. (2001), Purification and characterization of two endo-1,4-beta-xylanases and a 3-xylosidase from phlebia radiata. Acta Microbiologica Polonica, 50, 117-128.

Saha, B. C. (2002), Production, purification and properties of xylanase from a newly isolated Fusarium proliferatum. Process Biochemistry. 37, 1279-1284.

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Publicado

01-08-2011

Como Citar

dos Santos, L. F., Ishii, P. L., Santos, L. F. dos, & Ishii, P. L. (2011). Xilanases: principais metodologias e parâmetros cinéticos. Journal of Biotechnology and Biodiversity, 2(2), 7–15. https://doi.org/10.20873/jbb.uft.cemaf.v2n2.santos

Edição

v. 2 n. 2 (2011): Journal of Biotechnology and Biodiversity

Seção

Biotecnologia

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