α-Amilases dos peixes Colossoma macropomum, (Cuvier, 1818) e Oreochromis niloticus (Linnaeus, 1758) : propriedades e aplicações biotecnológicas

Abstract

A recuperação e reutilização dos subprodutos do processamento pesqueiro têm sido discutidas como alternativas sustentáveis para manejo dos resíduos gerados pela aquicultura. Esses subprodutos são considerados potenciais fontes de biomoléculas com demanda biotecnológica e baixo custo. Diante dessa perspectiva, a presente tese descreve a obtenção e caracterização dos parâmetros físico-químicos, cinéticos e termodinâmicos das α-amilases dos peixes tilápia do Nilo e tambaqui, e propõe aplicações biotecnológicas para essas enzimas. No artigo 1 foram abordadas a purificação da α-amilase intestinal da tilápia (AMY-T), e sua caracterização cinética/bioquímica. A α-amilase mostrou atividade ótima no pH 5.0, e termoestabilidade até 50°C. Observou-se a importância do pH para o mecanismo catalítico, visto que os parâmetros cinéticos mudaram com a variação do pH. AMY-T foi fortemente ativada por Cl- que, além de ativador alostérico, conferiu termoestabilidade à enzima. Brometo e iodeto também ativaram AMY-T, embora em menor proporção comparado ao cloreto, mostrando que o sítio de ligação do cloreto apresenta plasticidade para outros íons. A α-amilase foi resistente à EDTA e EGTA, sugerindo que sua atividade independe de cálcio. O artigo 2 avaliou a aplicação da α-amilase da tilápia no processamento enzimático de grãos nativos de amido de batata. A α-amilase adsorveu e hidrolisou amido, sob baixas temperatura e concentrações de enzima, e suspensões concentradas de amido (10% e 15%), alcançando grau de hidrólise de até 45%. Estudos microscópicos (MEV) confirmam a ação enzimática através das mudanças morfológicas causadas na estrutura dos grãos de amido. A α-amilase digeriu uma variedade de carboidratos, mostrando preferência por ligações glicosídicas α-1→4. Foi estável à ampla faixa de pH e vários solventes orgânicos durante 24h de incubação. Os principais produtos gerados foram glicose, maltose e maltodextrinas, indicando uma amilase com propriedades sacarificadoras, e sugerindo a aplicação dessa enzima no processamento industrial do amido. No artigo 3, α-amilases oriundas do intestino (AMY-1) e cecos pilóricos (AMY-2) do tambaqui foram parcialmente purificadas, caracterizadas e avaliadas como aditivo de limpeza em detergentes comerciais. Foi proposta uma metodologia para obtenção de enzimas digestivas, viabilizando o isolamento de α-amilases e tripsinas em um único procedimento. As α-amilases mostraram atividade ótima no pH 7.0 (AMY-1) e 8.5 (AMY-2), temperatura ótima de 60°C e termoestabilidade até 40°C durante 60 min. Foram inibidas por Cu⁺ e Hg⁺ e não foram ativadas na presença de Ca²⁺, apresentando resistência a quelantes. Foi observada boa digestibilidade de diferentes substratos, exceto maltose, confirmando a natureza amilácea das enzimas. A análise dos parâmetros cinéticos mostrou afinidade similar por amido, entretanto, AMY-2 apresentou melhor desempenho catalítico. Ambas foram resistentes aos agentes oxidantes e surfactantes, e compatíveis com todas as marcas de sabões comerciais testados, mesmo quando comparadas à α-amilase comercial de Bacillus subtillis, o que sugere a potencial aplicação dessas enzimas na indústria de detergentes. Os resultados obtidos através dessa pesquisa apontam para a utilização dos resíduos do processamento pesqueiro como fonte de α-amilases com perfil compatível com vários seguimentos industriais, e endossam a necessidade e importância de preencher uma lacuna existente no estudo das enzimas de peixes, sobretudo α-amilases.