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Título: Pigmentos azul (ficocianina) e vermelho (r-ficoeritrina) da macroalga marinha vermelha Hypnea musciformis (Wulfen) Lamouroux (Gigartinales, Rhodophyta): purificação e caracterização parcial
Título em inglês: Blue (phycocyanin) and red (R-phycoerythrin) pigments from the red marine macroalga Hypnea musciformis (Wulfen) Lamouroux (Gigartinales,
Autor(es): Costa, Roberta Cristiane Cavalcante
Orientador(es): Benevides, Norma Maria Barros
Coorientador(es): Araújo, Márjory Lima Holanda
Palavras-chave: Pigmentos
Corantes naturais
Hypnea musciformis
Rodófitas
Data do documento: 2016
Citação: COSTA, R. C. C. (2016)
Resumo: Pesquisas recentes têm mostrado que compostos produzidos por algas marinhas têm um incrível potencial biotecnológico com inúmeras aplicações industriais. Entretanto, os pigmentos naturais se destacam, porém os mesmos ainda não foram explorados de forma intensiva, principalmente quando obtidos a partir de macroalgas. Diante da necessidade do uso de compostos de origem natural, o presente trabalho teve por objetivo extrair e purificar os pigmentos da macroalga marinha vermelha Hypnea musciformis, também conhecidos como ficobiliproteínas, e caracterizar o pigmento vermelho R-Ficoeritrina (R-FE). Os pigmentos foram extraídos a partir da macroalga fresca em tampão fosfato de potássio 25 mM (pH 6,5), seguidos por fracionamento por sulfato de amônio a 0-30% e 30-45% de saturação para posterior aplicação em colunas cromatográficas em matriz de DEAE-Sephacel e Sephacryl S-300. As análises espectrofotométricas das frações obtidas mostraram pigmentos relativos à referida espécie de macroalga, R-Ficocianina (λ = 550 e 610 nm), e R-FE, com picos de absorção a 495, 540 e 564 nm e emissão de fluorescência a 575 nm. Obteve-se a R-FE com recuperação de 15,75%, rendimento de 8,56 µg/g (peso seco da alga) e índice de pureza de 4,17. Por eletroforese (PAGE-SDS) em condições redutoras, a R-FE apresentou três bandas proteicas com massas moleculares aparentes de 18, 20 e 37 kDa, referente as subunidades α, β e γ. A R-FE apresentou 95,35% da estrutura secundária em α-hélix, mantendo a estabilidade dessa estrutura até 60 ºC e, a partir de 70 °C, foi observado alterações no espectro de absorção, ocorrendo reduções na absorção de 28,26% e emissão de fluorescência de 49,01%. O espectro de absorção da R-FE, quando armazenada por 20 dias, se manteve estável sob condições refrigeradas (-20 º e 4 ºC), entretanto quando armazenada a 25 °C, os picos máximos de absorção a 495, 540 e 564 nm apresentaram um decréscimo de 89,7, 89,7 e 92,8% respectivamente. Quanto a sua emissão de fluorescência, foi observado a perda de 38,8, 73,7 e 100% sob as temperaturas de – 20, 4 e 25ºC, respectivamente, nos primeiros cinco dias. Foi possível extrair ficobiliproteínas e purificar especificamente o pigmento fluorescente R-FE com alto grau de pureza a partir da macroalga Hypnea musciformis, apresentando predominância de estrutura em α-hélix termoestável, propriedades espectroscópicas de elevada estabilidade e sobretudo em condições adequadas de armazenamento.
Abstract: Recent researches have shown that substances produced by seaweeds have an amazing biotechnological potential with several industrial uses. However, the natural pigments stand out, but they have not been intensively explored yet, especially when obtained from macroalgae. Because of the need to use natural substances, this work intends to extract and purify the pigments of the Hypnea musciformis red sea macroalgae, as known as phycobiliproteins, and characterize the red pigment R-phycoerythrin (R-FE). The pigments were extracted from the fresh macroalgae in potassium phosphate buffer 25 mM (pH 6.5), followed by fractionation by ammonium sulfate 0-30% and 30-45% saturated for posterior application in chromatographic columns in DEAE-Sephacel and Sephacryl S-300 matrix. The spectrophotometric analysis of the obtained fractions showed pigments related to the said macroalgae species, R-phycocyanin (λ = 550 and 610 nm), and R-FE, with absorption peaks at 495, 540 and 564 nm and fluorescence emission at 575 nm. It was obtained pure R-FE with 15.75% recovery, 8.56 μg/g productivity (seaweed dry weight) and 4.17 purity index. By electrophoresis (PAGE-SDS) in reducing conditions, the R-FE showed three protein bands with 18, 20, and 37 kDa apparent molecular mass, relative to the α, β and γ subunits. The R-FE showed 95.35% of its secondary structure in α-helix, maintaining this structure stability until 60 °C. Starting from 70 °C, it was observed changes in the absorption specter, occurring reductions in absorption (28.26%) and fluorescence emission (49.01%). The R-FE absorption specter, when stored for 20 days, remained stable when in refrigerated conditions. However, when stored at 25 °C, the maximum absorption peaks at 495, 540 and 564 nm showed an 89.7, 89.7 and 92.8% decrease, respectively. Concerning its fluorescence emission, it was observed the loss of 38.8, 73.7 and 100% under the temperature of -20, 4 and 25 °C respectively within the first five days. It was possible to extract phycobiliproteins and purify specifically the R-FE fluorescent pigment with a high purity rate from Hypnea musciformis, showing thermostable α-helix structure predominance, highly stable spectroscopic properties and especially in proper storage conditions.
Descrição: COSTA, Roberta Cristiane Cavalcante. Pigmentos azul (ficocianina) e vermelho (r-ficoeritrina) da macroalga marinha vermelha Hypnea musciformis (Wulfen) Lamouroux (Gigartinales, Rhodophyta): purificação e caracterização parcial. 2016. 99 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/21489
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