Caracterização cinética e termodinâmica de β-galactosidase de Kluyveromyces marxianus CCT 7082 fracionada com sulfato de amônio

Abstract

A β-galactosidase é uma enzima importante que atua na hidrólise da lactose, podendo ser empregada na obtenção de alimentos destinados a consumidores intolerantes a esse dissacarídeo. A levedura Kluyveromyces marxianus apresenta bom rendimento de crescimento, além de ser um micro-organismo seguro em aplicações industriais, e tem sido utilizada para produção da enzima por cultivo submerso. A β-galactosidase obtida foi fracionada com sulfato de amônio e caracterizada quanto a temperatura e pH ótimos, estabilidade térmica, valores D e z, e parâmetros cinéticos e termodinâmicos. A temperatura e pH ótimos foram de 45-50 °C e 7,0, respectivamente. A energia de ativação da reação enzimática foi de 9,8 kcal.mol–1 e da reação de desativação, 64,2 kcal.mol–1. Os valores de Km e Vmax obtidos foram de 3,7 mM e 99,0 U.mL–1, respectivamente. A energia livre de Gibbs reduziu com o aumento de temperatura, sendo a enzima mais estável a 30 °C (ΔG* = 106,8 kJ.mol–1). A entalpia foi de 313,04 kJ.mol–1 e a entropia 0,68 kJ.mol–1.k–1. O valor D confirmou que a enzima foi mais estável em temperaturas próximas de 30 °C (D = 11.513,0 min) e o valor z foi de 5,8 °C.

β-galactosidase is an important enzyme that acts on lactose hydrolysis and can be used to obtain food for consumers intolerant to this disaccharide. The yeast Kluyveromyces marxianus presents a good growth yield, is a safe microorganism for industrial applications and has been used for enzyme production using the submerged process. The β-galactosidase obtained was fractionated with ammonium sulphate and characterized with respect to its optimum temperature and pH, thermal stability and its D and z values, as well as its kinetic and thermodynamic parameters. The optimum temperature and pH were 45-50 °C and 7.0, respectively. The activation energy and the deactivation reaction of the enzymatic reaction were, respectively, 9.8 kcal.mol–1 and 64.2 kcal.mol–1. The Km and Vmax values obtained were 3.7 mM and 99.0 U.mL–1, respectively. The Gibbs free energy decreased with increasing temperature and the enzyme was more stable at 30 °C (ΔG* = 106.8 kJ.mol–1). The enthalpy was 313.04 kJ.mol–1 and entropy 0.68 kJ.mol.k–1. The D value confirmed that the enzyme was more stable at temperatures around 30 °C (D = 11,513.0 min) and the z value was 5.8 °C.