Analysis of the structure-function relationship of alpha amylase complexed with polyacrylic acid

Alpha-amylase is frequently used in technologies that require its immobilization, stabilization or encapsulation. Polyacrylic acid is a very suitable polymer for these purposes because it can bind to enzymes and then be released under certain conditions without altering the functional capacity of enzymes. The consequences produced by polyacrylic acid on alpha-amylase structure and function have been investigated through various techniques. Calorimetric measurements allowed examining the nature of the binding reaction, stoichiometry and affinity, while spectroscopic techniques provided additional information about functional and structural perturbations of the enzyme. Isothermal titration calorimetry (ITC) revealed a mixed interaction and a binding model with a large number of molecules of protein per molecule of polyacrylic acid. One the one hand circular dichroism (CD) spectroscopy showed that alpha-amylase loses its secondary structure in the presence of increasing concentrations of polyacrylic acid, while it is stabilized by the polyelectrolyte at low pH. On the other hand, fluorescence spectra revealed that the three-dimensional enzyme structure was not affected in the microenvironment of tryptophan residues. Differential scanning calorimetry (DSC) thermograms showed that only one domain of alpha-amylase is affected in its conformational stability by the polymer. The unfolding process proved to be partially reversible. Finally, the enzyme retained more than 90 % of its catalytic activity even in excess of the polymer.Fil: Porfiri, María Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Investigación en Funcionalidad y Tecnología de Alimentos; ArgentinaFil: Melnichuk, Natasha. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario; ArgentinaFil: Braia, Mauricio Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario; ArgentinaFil: Brinatti, César. Universidade Estadual Do Campinas. Instituto de Química.; BrasilFil: Loh, Watson. Universidade Estadual Do Campinas. Instituto de Química.; BrasilFil: Romanini, Diana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario; Argentin

Valorization of two agroindustrial wastes to produce alpha-amylase enzyme from Aspergillus oryzae by solid-state fermentation

The global amount of soybean and wheat produced is about 350 and 750 million metric tons every year, respectively. In consequence, huge amounts of waste are produced from them. The aim of this work was to employ two wastes -soybean husk and flour mill waste- to produce high quantities of alpha-amylase enzyme. The substrate composition and the culture conditions were assayed to improve alpha-amylase production by solid-state fermentation employing the fungus Aspergillus oryzae. The maximum productivity of the enzyme was achieved using a culture substrate composed of the two wastes, at 45% soybean husk and 55% flour mill by-product, without pre-treatment, at an incubation temperature of 30 °C. The optimal incubation time (6 days), yielded a very high alpha-amylase activity (47,000 U/g dry substrate) at low-cost. The enzymatic extract obtained was characterized by LC-MS, providing a complete profile of the proteins produced during the solid-state fermentation on these two wastes. Then, the extract was purified in a single-step by size-exclusion chromatography and the recovery and the purification factor of alpha-amylase enzyme were about 83% and 6, respectively. The system was scaled up 50 times and yielded a similar enzymatic activity (45,900 U/g of dry substrate).Fil: Melnichuk, Natasha. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario; ArgentinaFil: Braia, Mauricio Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario; ArgentinaFil: Anselmi, Pablo Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario; ArgentinaFil: Meini, María Rocío. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario; ArgentinaFil: Romanini, Diana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario; Argentin

Soybean (Glycine max) hull valorization through the extraction of polyphenols by green alternative methods

Soybean is one of the greatest crops in the world, with about 348.7 million tons being produced in 2018. Soybean hull is a by-product produced during the processing of soybean to obtain flour and oil. Though not being actually exploited, it is a source of polyphenols with antioxidant activity. Here, the extraction of polyphenols from soybean hull was performed by means of an alkaline hydrolysis treatment, which was optimized by the response surface methodology. At the optimal region, a total phenolic content of 0.72 g gallic acid equivalents per 100 g of soybean hull was obtained with an antioxidant activity of 2.17 mmoles of Trolox equivalents. Polyphenols responsible for the antioxidant activities were identified by LC–MS, including phenolic acids, anthocyanins, stilbenes, and the two main isoflavones of soybean, daidzein and genistein, in their non-glycosylated form. Other alternative extraction methods based on Aspergillus oryzae fermentation and α-amylase hydrolysis are also proposed.Fil: Cabezudo, Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario; ArgentinaFil: Meini, María Rocío. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Departamento de Química Biológica. Área Biofísica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario; ArgentinaFil: Di Ponte, Carla C.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario; ArgentinaFil: Melnichuk, Natasha. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario; ArgentinaFil: Boschetti, Carlos Eugenio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario; ArgentinaFil: Romanini, Diana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario; Argentin