Adsorção de lactoferrina em coluna supermacroporosa de criogel de poliacrilamida ativada com íons de cobre

Abstract

Neste trabalho foi avaliada a captura direta de lactoferrina proveniente de soro de queijo ultrafiltrado em colunas supermacroporosas de criogel por cromatografia por afinidade em íons metálicos imobilizados (IMAC). Foi estudado também o processo de adsorção da lactoferrina de soro bovino por IMAC variando-se as condições de concentração de sal, pH e temperatura. Com os dados experimentais e as medidas microcalorimétricas obtidas foi conduzida a análise termodinâmica do processo. Foi avaliada ainda, a influência de modelos de isotermas, Langmuir, Langmuir-Freundlich, Temkin, Freundlich e SMA (steric-mass action), na simulação do processo de adsorção assim como a otimização do processo de adsorção da lactoferrina em IMAC. Os dados obtidos a partir de análises de proteína total, eletroforese SDS-PAGE e cromatografia por exclusão molecular evidenciaram a alta afinidade de interação entre a lactoferrina e os íons de cobre imobilizados na matriz. A partir dos resultados obtidos por meio do estudo da adsorção da lactoferrina no criogel supermacroporoso foi possível observar que este processo é dependente da concentração de sal, do pH e da força iônica. Sendo a adsorção inversamente proporcional ao aumento da concentração de sal e diretamente proporcional ao aumento do pH e da temperatura. Quanto à influência dos modelos, os estudos indicaram os modelos de isoterma de Langmuir-Freundlich e SMA melhor para as simulações. A adsorção da lactoferrina de soro de queijo em adsorvente criogel-IDA-Cu2+ foi estudada utilizando a microcalorimetria de titulação isotérmica para medir informações termodinâmicas sobre esse processo. Dados de isoterma foram obtidos nas temperaturas de 20 e 40°C, pH 6,0 e 8,0 e concentração de sal NaCl 200mM e 1000mM. Os dados de equilíbrio foram ajustados usando o modelo de Langmuir e o processo foi observado como espontâneo. A temperatura e pH afetaram positivamente a interação da proteína e o adsorvente. Os estudos microcalorimétricos indicaram entalpia de adsorção endotérmica para alguns casos (20°C e 40°C pH 8,0, 1000mM), sendo o processo de adsorção entropicamente dirigido para tais condições.

In this study we evaluated the direct capture of lactoferrin from cheese whey ultrafiltrate in columns of supermacroporosas criogel by immobilized metal on affinity chromatography (IMAC). We also studied the adsorption of bovine serum lactoferrin by IMAC varying conditions of salt concentration, pH and temperature. With the experimental data and microcalorimetric measurements obtained the thermodynamic analysis was conducted of the process. It also assessed the influence of isotherm models, Langmuir, Langmuir-Freundlich, Temkin, Freundlich, and SMA (steric-mass action), the simulation of the adsorption process and the optimization of the adsorption of lactoferrin in IMAC. The data obtained from analysis of total protein, SDS-PAGE and molecular exclusion chromatography showed the high affinity of interactionm between lactoferrin and the copper ions immobilized on the array. From the results obtained by studying the adsorption of lactoferrin in criogel supermacroporoso was possible to observe that this process is dependent on the salt concentration, pH and ionic strength. Adsorption being inversely proportional to the increase of salt concentration and directly proportional to the increase of pH and temperature. Concerning the influence of models, the studies indicated isotherm models of Langmuir- Freundlich and SMA better for the simulations. The adsorption of lactoferrin from cheese whey on an cryogel- IDA-Cu2+ adsorbent was investigated using isothermal titration microcalorimetry to measure thermodynamic information regarding such processes. Isotherms data were measured at temperatures of 20° and °C, pH 6,0 and 8,0 and ionic strengths 200 e 1000mM NaCl. The equilibrium data were fit using the Langmuir model and the process was observed to be reversible. The temperature and pH positively affected the interaction of protein and adsorbent. Microcalorimetric studies indicated endothermic enthalpy of adsorption for some cases (20 ° C and 40 ° C pH 8.0, 1000mm) and the adsorption process entropically driven to such conditions.