Influência de fontes de carbono e tempo de cultivo na produção de L-asparaginase por fungos endofíticos de Moringa oleífera / Influence of carbon sources and cultivation time on L-asparaginase production by endophytic fungi from Moringa oleifera

Authors

  • Maria Isabela Arruda Santana Brazilian Journals Publicações de Periódicos, São José dos Pinhais, Paraná
  • Izabela Pereira Peres
  • Luís Felipe Oliva dos Santos
  • Helder Lopes Teles
  • Helen Cristina Fávero Lisboa

DOI:

https://doi.org/10.34117/bjdv7n10-007

Keywords:

Asparaginase, Cultivo, Fungos endofíticos.

Abstract

Fungos endofíticos são considerados um nicho em potencial na produção de enzimas de interesse biotecnológico. Entre elas destaca-se a asparaginase, utilizada no tratamento de leucemia aguda. Atualmente a enzima produzida em escala industrial e disponível comercialmente é de origem bacteriana, entretanto, está associada à ocorrência de reações adversas, além de sua produção ser intracelular, tornando o processo de extração e purificação difícil e oneroso. Muitos fatores físico químicos relacionados ao processo fermentativo, podem ser utilizados para otimizar a produção enzimática por microrganismos, tais como diferentes fontes nutricionais, pH, temperatura, tempo de cultivo dentre outros. Neste contexto, o estudo teve como objetivo avaliar a influência de diferentes tempos de cultivo e fontes de carbono na produção da enzima L-asparaginase por fungos endofíticos de Moringa oleifera. A influência do tempo de incubação foi avaliada cultivando os endófitos a 30 oC no meio específico por 48, 72, 96 e 120 horas. Para avaliar a produção da enzima em diferentes fontes de carbono, os fungos foram cultivados a 30 °C por 120 horas em glicose, glicerol e etanol. A atividade enzimática extracelular foi avaliada pela relação entre o diâmetro médio do halo de degradação e o diâmetro médio da colônia e expressa como índice enzimático. A glicose foi a fonte de carbono preferencial para a maioria dos fungos, assim como o cultivo por 120 horas favoreceu maior produção da enzima. As variações no índice enzimático nos diferentes parâmetros analisados (fonte de carbono e tempo de cultivo) mostram as individualidades fisiológicas de cada microrganismo, influenciando na produção de L-asparaginase pelos fungos, evidenciando que a produção enzimática é variável, estando relacionada com as diferentes condições de cultivo.

 

References

AMORIM, S. S. Taxonomia, diversidade e bioprospecção de fungos endofíticos associados à planta medicinal Lafoensia pacari A. St. Hil. (mangavabrava) presente no Pantanal Mato-grossense. 2018. 153 p. Tese (Doutorado - Microbiologia) – Instituto de Ciências Biológicas, 2018. Disponível em: <http://hdl.handle.net/1843/FAMM-BCQ5ES>. Acesso em: 26 de julho de 2021.

ARDILA, J. A. R. Otimização da produção da enzima anti-leucêmica l-asparaginase por Penicillium sp. 2018. 88 p. Dissertação (Mestrado - Ciências Farmacêuticas) - Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha. 2017.

BALASUBRAMANIAN, K.; AMBIKAPATHY, V.; PANNEERSELVAM, A. Production, Isolation, and Purification of L-Asparaginase from Aspergillus terreus Using Submerged Fermentation. International Journal of Advances in Pharmaceutical Research, v. 3, n. 2, p. 778-783, 2012.

BENOCCI, T.; AGUILAR-PONTES, M. V.; ZHOU, M.; SEIBOTH, B.; VRIES, R. P. Regulators of plant biomass degradation in Ascomycetous fungi. Biotechnology for Biofuels, v. 10, p. 152, 2017. Disponível em: < https://biotechnologyforbiofuels.biomedcentral.com/track/pdf/10.1186/s13068-017-0841-x.pdf>. Acesso em: 15 de maio de 2021.

BIWAS D.; NANDY S.; MUKHERJEE A. et al. Moringa oleifera Lam. e fitoquímicos derivados como agentes antivirais promissores: uma revisão. South African Journal of Botany, v. 129, p. 272-282, 2020.

CHAND, S.; MAHAJAN, R. V.; PRASAD, J. P. et al. Uma revisão abrangente sobre L-asparaginase microbiana: Bioprocessamento, caracterização e aplicações industriais. Biotechnology and Applied Biochemistry, v. 67, p. 619-647, 2020.

CUNHA, J. R. B.; SANTOS, F. C. P.; ASSIS F. G. V. et al. Cultivo de Penicillium spp em resíduos da colheita de soja para produção de celulase, protease e amilase. Revista Ceres, v. 63, n. 5, p. 597-604, 2016. Disponível em: < https://www.scielo.br/j/rceres/a/Y4ZKr86WtWVjXfVcy3TCZhd/?lang=pt&format=pdf>. Acesso em: 02 de abril de 2021.

DORIYA, K.; KUMAR, D. S. Isolation and Screening of L-asparaginase Free of Glutaminase and Urease from Fungal sp. Biotech., v. 6, n. 2, p. 1-10. 2016.

FARAG, A. M.; HASSAN, S. W.; BELTAGY, E. A. et al. Optimization of production of anti-tumor l-asparaginase byfree and immobilized marine Aspergillus terreus. Egyptian Journal of Aquatic Research., v. 41, n. 4, p. 295-302, 2015.

GULATI, R.; SAXENA R. K.; GUPTA. R. A rapid plate assay for screening L-asparaginase producing micro-organisms. Letters in Applied Microbiology, v. 24, p. 23-26, 1997.

HENRIQUE, I. M. Cultivos em meios complexos para produção de L-asparaginase em Escherichia coli BL21(DE3). 2020. 62 p. Monografia (Especialização em Biotérios) - Instituto Butantã- São Paulo. 2020.

HERNANDEZ, C. A.; SANDOVAL N.; MALLERMAN J. et al. Ethanol induction of laccase depends on nitrogen conditions of Pycnoporus sanguineus. Electronic Journal of Biotechnology, v. 18, n. 4, p. 327-332, 2015.

LI, W.; DING, L.; WANG, N. et al. Isolation and Characterization of Two New Metabolites from the Sponge-Derived Fungus Aspergillus sp. LS34 by OSMAC Approach. Marine Drugs, China, v. 17, n. 5, p. 283, 2019.

MAHAJAN, R. V; SARAN S.; SAXENA R. K. et al. A rapid, efficient and sensitive plate assay for detection and screening of L-asparaginase-producing microorganisms. FEMS Microbiology Letters, v. 341, n. 2, p.122-126, 2013.

MATSUDO, M. C.; SOUSA, T. F.; PÉREZ-MORA, L. S. et al. Etanol como fonte complementar de carbono no cultivo de Scenedesmus obliquus. Journal of Chemical Technology and Biotechnology, v. 92, p. 784-786, 2016.

KUMAR M., N. S.; RAMASAMY, R.; MANONMANI, H. K. Production and optimization of L-asparaginase from Cladosporium sp using agricultural residues in solid state fermentation. Industrial Crops and Products, v. 43, p. 150-158, 2013.

NIHARIKA, Y., SUPRIYA, S. Production of L-Asparaginase by Fusarium oxysporum using submerged fermentation. International Journal of Pharmaceutical Investigation, v. 3, p. 32-40, 2014.

OLIVEIRA J.; BARRETO A. L.; SILVA L. T.; RHODEN S. A. Fungos, diversidade e prospecção no Brasil: Um recurso pouco explorado? Revista Metodologia e Aprendizado, v. 4, p. 164-168, 2021. Disponível em: < https://doi.org/10.21166/metapre.v4i.1959>. Acesso em: 06 de maio 2021.

PAN, R.; BAI, X.; CHEN, J. et al. Exploring Structural Diversity of Microbe Secondary Metabolites Using OSMAC Strategy: A Literature Review. Frontiers in Microbiology, China, v. 10, n. 294, 2019.

PULLO, O. M. P. Produção de L- asparaginase (ASP3) de Sacchoromyces cerevisiae expressa em Pichia pastoris. Dissertação (Mestrado – Programa de pós-graduação em Tecnologia Bioquímico-Farmacêutica). Universidade de São Paulo, São Paulo – SP. 2016.

ROCAFORT, M.; FUDAL, I.; MESARICH, C. H. Apoplastic effector proteins of plant- associated fungi and oomycetes. Current Opinion in Plant Biology, v. 56, p. 9-19, 2020.

RUEGGER, M. J. S.; TAUK-TORNISIELO, S. M. Atividade da celulase de fungos isolados do solo da Estação Ecológica de Juréia-Itatins, São Paulo, Brasil. Revista Brasileira de Botânica, São Paulo, v. 27, n. 2, p. 205-211, 2004.

SANTOS, K. S.; SILVA, L. A. DE F. Fungos endofíticos isolados do umbuzeiro (spondias tuberosa arruda câmara): fontes alternativas potenciais para a produção de enzimas e pigmentos naturais. Brazilian Journal of Development, v. 6, n. 12, p.103761-103774, 2020.

SARQUIS, M. l.; OLIVEIRA, E. M.; SANTOS, A. S. et al. Production of L-asparaginase by filamentous fungi. Mémorias do Instituto Oswaldo Cruz, v. 99, n. 5, p 489-492, 2004.

SHRIVASTAVA, A.; KHAN A. A.; KHURSHID, M. et al. Recent developments in L- asparaginase discovery and its potential as anticancer agent. Critical Reviews in Oncology/Hematology, v. 100, p. 1-10, 2016.

SILVA, L.F.; FREIRE, K.T.L.S.; ARAÚJO-MAGALHÃES, G.R. et al. Penicillium and Talaromyces endophytes from Tillandsia catimbauensis, bromeliad endemic from the Brazilian tropical dry forest, and their potential to L-asparaginase production. World Journal of Microbiology & Biotechnology, v. 34 (162), 2018.

THAKUR, M.; LINCOLN L.; NIYONZIMA F. N. et al. Isolation, Purification and Characterization of Fungal Extracellular L-Asparaginase from Mucor Hiemalis. Journal of Biocatalysis & Biotransformation, v. 2, n. 2, p. 1-9, 2013.

ZIA, M. A.; BASHIR, R.; AHMED, I. et al. Production of L-asparaginase from Aspergillus niger Using Agro Wastes By-Products in Submerged Fermentation Process. Jurnal Teknologi (Sciences and Engineering), v. 62, n. 2, p. 47-51, 2013.

Published

2021-10-05

How to Cite

Santana, M. I. A., Peres, I. P., dos Santos, L. F. O., Teles, H. L., & Lisboa, H. C. F. (2021). Influência de fontes de carbono e tempo de cultivo na produção de L-asparaginase por fungos endofíticos de Moringa oleífera / Influence of carbon sources and cultivation time on L-asparaginase production by endophytic fungi from Moringa oleifera. Brazilian Journal of Development, 7(10), 94924–94936. https://doi.org/10.34117/bjdv7n10-007

Issue

Section

Original Papers