Mutagênese clássica e melhoramento do perfil de assimilação de nitrogênio para a produção de amilase por Talaromyces trachyspermus

Abstract

As α-amilases são essenciais para a hidrólise industrial do amido e para a produção de etanol a partir de biomassas amiláceas. Sua obtenção via importação impacta negativamente a indústria de biocombustíveis no Brasil, de modo que é preciso impulsionar a produção de α-amilases no mercado interno. Este trabalho teve por objetivo caracterizar e melhorar o perfil de utilização de fontes de nitrogênio por Talaromyces trachyspermus, um ascomiceto filamentoso, bem como apontar o efeito dessas fontes na produção de α-amilase por processos submersos delineados por planejamento fatorial. Empregando mutagênese com luz ultravioleta, foram induzidos e selecionados mutantes com perfil para a produção de α-amilase a partir de fontes nitrogenadas mais baratas. A linhagem parental T. trachyspermus T10.5 utilizou todas as fontes de nitrogênio avaliadas (extrato de levedura, glutamato, glutamina, ureia, sulfato de amônio e nitrato de sódio) mas a produção de α-amilase foi inibida nos bioprocessos suplementados com fontes inorgânicas (sulfato de amônio e nitrato de sódio). A análise do planejamento fatorial mostrou que extrato de levedura apresentou efeito estatístico positivo (4,16 após 72 h e 8,93 após 96 h de cultivo) para a produção de α-amilase pela linhagem parental, cuja produção atingiu 66,67 ± 0,18 U/mL após 96h em meio suplementado com o nível mais elevado de extrato de levedura (3,7 g/L). Um ensaio de gel atividade e eletroforese protéica confirmaram a presença de uma enzima amilolítica no filtrado, com peso molecular aproximado de 20 kDa. Dois mutantes foram selecionados: M12 e M15. A análise estatística apontou um efeito positivo do extrato de levedura (5,05 após 48h e 104,8 após 72 h de cultivo) para a produção de α-amilase pelo mutante M12, que produziu 55,3 ± 0,2 U/mL após 72 h. O mutante M12 produziu α-amilase com atividade próxima à do parental, mas o máximo de produção ocorreu 24 h antes. Ambos os mutantes produziram α-amilase em meio suplementado com fontes inorgânicas de nitrogênio, mas a produção da linhagem M12 foi mais expressiva: 29,5 ± 0,2 U/mL após 72 h em meio suplementado com sulfato de amônio. Assim, foram melhorados o perfil de assimilação de nitrogênio e a produção de amilase a partir de fonte mais econômica, bem como foi reduzido o tempo de produção. Os resultados permitiram compreender o efeito das fontes de nitrogênio e de carbono na produção de amilase por T. trachyspermus, gerando conhecimentos sobre fisiologia fúngica, que serão posteriormente aplicados para a otimização da produção pelas linhagens T10.5 e M12.