Produção e caracterização de celulases produzidas por um isolado de Bacillus sp.

Abstract

Durante o processo de compostagem, a degradação de resíduos orgânicos é acompanhada e direcionada pela sucessão de populações microbianas que exibem uma ampla variedade de capacidades funcionais. Um total de 183 bactérias isoladas de uma leira de compostagem foram avaliadas quanto a capacidade de produção de celulases. Destas, após os primeiros ensaios, apenas um isolado foi selecionado para a realização dos testes de caracterização. Curvas de crescimento foram realizadas e em intervalos de 2 horas de crescimento foram avaliadoss a atividade enzimática, o pH, a contagem de células viáveis e endósporos. O isolado foi analisado quanto sua capacidade de produção de carboximetilcelulase em meio de cultivo acrescido de quatro diferentes substratos: carboximetilcelulose, celulose microcristlina, palha de trigo e casca de arroz. O meio de cultivo suplementado com carboximetilcelulose induziu a maior atividade enzimática após 6 horas de incubação (0,12 UEA mL-1min-1). A maior atividade CMCase foi observada a 60°C (0,14 UEA mL -1min-1) tanto para o extrato bruto quanto para a enzima parcialmente purificada, após 30 e 120 minutos de incubação, respectivamente. A melhor atividade do extrato bruto foi observada em pH 9,0. A exposição da enzima parcialmente purificada ao detergente Triton X-100 (1,0%) induziu uma maior hidrólise do substrato (0,2 UEA mL-1min-1). A análise por SDS-page permitiu observar a presença de uma única banda no gel, sugerindo uma celulase com massa molecular de 20 kDa.

During the composting process, degradation of organic waste is accomplished and driven by a succession of microbial populations exhibiting a broad range of functional capabilities. A total of 183 bacteria isolated from a composting process were evaluated for the capacity for hydrolyze cellulose. Out of that, after the first screening one isolate was selected for the further assays. Growth curves were done and every two hours sample was collected and enzyme activity, pH, viable cell count and endospores were determined. The isolate was evaluated for its ability to produce carboxymethyl cellulase in culture medium supplemented with four different substrates: carboxymethyl cellulose, microcrystalline cellulose, wheat straw and rice husk. The culture medium supplemented with carboxymethyl cellulose induced higher enzyme activity after 6 hours of incubation (0,12 UEA mL-1min-1). The highest CMCase activity was observed at 60°C (0,14 UEA mL -1 min-1) for both the crude and partially purified enzyme after 30 and 120 minutes of incubation, respectively. The best activity of the crude extract was observed at pH 9,0. The addition of detergent Triton X-100 (1,0%) to the purified enzyme, induced to a higher hydrolysis of the substrate (0,2 UEA mL-1min-1). Analysis by SDS-page allowed the observation of only one band in the gel suggesting one cellulase with a molecular mass of 20 kDa.