Uso de sistemas aquosos bifásicos para a purificação de R-ficoeritrina extraída de macroalgas vermelhas

Abstract

A extração de compostos naturais a partir de recursos marinhos tem vindo a ser alvo de crescente interesse por parte da indústria biotecnológica, farmacêutica e cosmética. As macroalgas constituem uma matéria-prima atraente devido ao seu baixo custo, abundância, possibilidade de cultivo em aquacultura e constituição em compostos de valor acrescentado, nomeadamente compostos fotossintéticos, como é o caso das ficobiliproteínas. A ficoeritrina é uma ficobiliproteína reconhecida pelo seu vasto potencial, desde as suas características anti-tumorais, às suas propriedades como centros óticos ativos capazes de serem aplicados em células fotovoltaicas. Contudo, os métodos convencionais de purificação apresentam problemas que precisam ser ultrapassados, nomeadamente o ainda elevado custo associado, a morosidade e a baixa sustentabilidade de alguns destes processos. Desta forma, este trabalho pretende desenvolver um processo alternativo de purificação de ficobiliproteínas mais eficientes a partir de extratos de macroalgas vermelhas. Os sistemas aquosos bifásicos (SABs) têm-se revelado potenciais alternativas aos métodos de purificação convencionais, nomeadamente os cromatográficos. Numa primeira fase deste trabalho foram abordados diferentes métodos de pré-purificação nomeadamente a precipitação com acetona e sulfato de amónio. Verificou-se que enquanto há uma alteração do espetro típico da ficoeritrina no procedimento com acetona, quando o sulfato de amónio foi aplicado houve uma redução de 30% das proteínas totais tidas como contaminantes. Foram adicionalmente testados SABs poliméricos com e sem o uso de líquidos iónicos como adjuvantes. Outras condições foram testadas nomeadamente o tamanho do polímero, e o pH. Pelos resultados verificou-se que os sistemas estudados não promoveram a purificação eficiente das ficobiliproteínas.

The extraction of natural compounds from marine resources has been an increasingly focus of interest from the biotechnology, pharmaceutical, and cosmetic points of view. Macroalgae constitute an attractive raw material, because they are considered as a low-cost biomass, abundant, of facile aquaculture cultivation, and mainly, due to their high value in terms of their biochemistry, and high number of added-value bioactive compounds, namely the photosynthetic phycobiliproteins. Phycoerythrin is one of the most well-recognized phycobiliproteins, and it is responsible for photosynthesis in red macroalgae. It has been recognized for its great potential, namely regarding its anti-tumour properties and action as optical active centres to be applicable in photovoltaic cells. However, the conventional purification methods have some drawbacks to overcome, namely the associated high cost, the times required and the low sustainability of the methods. In this work, it was intended to develop alternative and more efficient platforms for the purification of this protein from red seaweed extracts. The aqueous biphasic systems (ABS) have shown to be a potential alternative to replace the currently used purification methods, namely the chromatographic methods. Firstly, different methods of pre-purification were investigated, namely the precipitation with acetone and ammonium sulphate, being the latest the most promising method due to the simultaneous reduction of 30% of contaminant proteins and maintenance of phycobiliproteins structure. Then, different polymeric-based ABS were studied with and without ionic liquids as adjuvants. Other conditions were also tested, namely the polymer molecular mass, and the pH. By analysing the main results it seems that ABS and conditions tested were not efficient promoting the phycobiliproteins purification.