İzmit BBŞT Genel Sanat Yönetmenliği

Os CBMM produzidos por W. cocos e P. medulla-panis e isolados das

frações < 5 kDa com a resina XAD-2 e denominados Wc e Pmp, respectivamente, apresentaram atividade redutora de Fe3+, que foi crescente com o aumento do tempo de reação até atingir 30 min, tanto com a amostra de P. medulla-panis quanto de W. cocos (Figura 43). Embora as concentrações dos compostos capazes de reduzir ferro presentes nas amostras de P. medulla-panis e W. cocos não sejam conhecidas, observou-se que mais Fe3+ foi reduzido por massa de Wc do que de Pmp.

Uma relação direta entre a atividade redutora e a da massa de amostra de Pmp e Wc foi obtida e pode ser expressa pelas equações 11 e 12, respectivamente, (Figura 44).

y = 0,0437x + 2,4776 (R2 = 0,9943) (11)

y = 0,0525x + 3,4093 (R2 = 0,9969) (12)

onde y representa a quantidade de Fe2+ (μM) formado e x a quantidade de amostra (Pmp ou Wc, em μg).

5.2.2.1 Efeito de ácido oxálico e pH na atividade redutora de Fe3+ dos CBMM

O ácido oxálico parece funcionar não somente no controle de pH do ambiente fúngico, especialmente no caso dos fungos de decomposição parda, mas também como agente quelante de metais de transição, como por exemplo, Fe3+. (GOODELL et al., 1997; ARANTES et al. 2008). Contudo, sabe-se que o pH afeta a quelação/especiação do ferro por ácidos orgânicos, como o ácido oxálico, e conseqüentemente a sua reatividade (HYDE; WOOD, 1997).

0 5 10 15 20 25 30 35 0 10 20 30 40 50 60 tempo (min) Fe 2+ (μ M) W. cocos (432 _μg) P. medulla-panis (594 μg)

Figura 43. Redução de Fe3+ por compostos fungos de baixa massa molar em função do tempo. y = 0,0525x + 3,4093 R2 = 0.9969 y = 0,0437x + 2,4776 R2 = 0.9943 0 5 10 15 20 25 30 35 0 100 200 300 400 500 600 700 composto fúngico (μg) Fe 2 + (μ M) W. cocos P. medulla-panis

Figura 44. Redução de Fe3+ por compostos fungos de baixa massa molar em função da massa de CBMM de P. medulla-panis e W. cocos

A secreção de elevadas quantidades de ácido oxálico, principalmente por W. cocos (Tabela 8) poderia quelar e indisponibilizar Fe3+ para as reações de redução de Fe3+ e conseqüentemente inibir a reação de Fenton, desta forma procurou-se avaliar o efeito de ácido oxálico e do pH na atividade redutora de Fe3+ dos CBMM produzidos por P. medulla-panis e W. cocos.

Inicialmente utilizou-se o software Visual MINTEQ para se ter conhecimento das espécies e suas concentrações presentes em soluções contendo íons Fe3+ e ácido oxálico. De acordo com os dados de especiação dos complexos Fe-oxalato a pH 2,0, a medida que a concentração de ácido oxálico aumenta, a formação dos complexos Fe-oxalato ocorre na seguinte ordem: Fe-(oxalato)+ > Fe-(oxalato)2- > Fe- (oxalato)33- (Figura 45). Quando os resultados da atividade redutora de Fe3+ dos

CBMM produzidos por P. medulla-panis (Pmp) e W. cocos (Wc) foram plotados no mesmo gráfico de especiação em função da concentração de ácido oxálico, verificou-se que a medida que os complexos Fe-(Oxalato)2- e Fe-(Oxalato)33- são formados, a redução de Fe3+ por Pmp e Wc diminui significativamente. A redução de ferro por Pmp e Wc foi observada somente quanto a concentração de ácido oxálico não foi superior a vinte vezes a concentração de Fe3+ (ácido oxálico 1 mM e Fe3+ 0,05 mM), quando as espécies Fe-(Oxalato)+, Fe-(Oxalato)2- e Fe-(Oxalato)33- estavam presentes. Quando a concentração de ácido oxálico foi superior a 1 mM, somente as espécies Fe-(Oxalato)2- e Fe-(Oxalato)33- estavam presentes e não se detectou redução de ferro, indicando que os compostos fúngicos de baixa massa molar reduzem Fe3+ a Fe2+ no pH 2,0, se ferro estiver livre ou complexado somente a um ácido oxálico (Fe-(Oxalato)+), mas não a dois ou três ácidos (Fe-(Oxalato)2- e Fe-(Oxalato)33-, respectivamente).

Quando os mesmos ensaios de redução foram conduzidos no pH 4,5, e os resultados foram também plotados no mesmo gráfico de especiação em função da concentração de ácido oxálico em pH 4,5, verificou-se que o Fe3+ foi reduzido pelos CBMM somente quando a concentração de ácido oxálico não foi superior a dez vezes a concentração de Fe3+ (ácido oxálico 0,5 mM e Fe3+ 0,05 mM) (Figura 46). Novamente, a redução somente foi observada quando Fe-(Oxalato)+ ou Fe3+ (livre ou na forma de hidróxidos) estavam presentes. Acima de 0,5 mM de ácido oxálico e na presença somente de Fe-(Oxalato)2- e Fe-(Oxalato)33- não se observou atividade redutora.

Resultados semelhantes de inibição da redução de ferro por ácido oxálico foram obtidos por Arantes et al. (2008), quando conduziram experimentos similares em pH 2,0 e 4,5, porém, com o composto mimético DHBA.

Se elevadas concentrações de ácido são produzidos durante a biodegradação da madeira, abaixando o pH próximo à hifa fúngica, normalmente para próximo de 2,0 – 2,5 e solubilizando Fe3+ presente na madeira, Fe(Oxalato)2- e

Fe(Oxalato)33- seriam as espécies predominantes, as quais estariam então

prevenindo a redução de Fe3+ pelos compostos fúngicos redutores de ferro. Este pode ser um mecanismo de auto-proteção do próprio fungo, para inibir a redução de ferro e, conseqüentemente a geração de radicais hidroxilas (via reação de Fenton) próximo à hifa, o que seria danoso para o fungo. Entretanto, se estes complexos se difundirem pela parede celular da madeira, criando um gradiente de pH como

Figura 45. Redução de Fe3+ pelos CBMM de P. medulla-panis e W. cocos (expresso em Fe2+) e a especiação de Fe-oxalato (Fe3+, Fe(Oxalato)+, Fe(Oxalato)2- e Fe(Oxalato)33-) em função da concentração de ácido oxálico a pH 2,0.

Figura 46. Redução de Fe3+ pelos CBMM de P. medulla-panis e W. cocos (expresso em Fe2+) e a especiação de Fe-oxalato (Fe3+, Fe(Oxalato)+, Fe(Oxalato)2- e Fe(Oxalato)33-) em função da concentração de ácido oxálico a pH 4,5.

proposto por Goodell et al. (1997) e recentemente apoiada a partir de dados experimentais (ARANTES et al., 2008), um pH menos ácido (pH 4 – 5) seria

0 10 20 30 40 50 0 200 400 600 800 1000 ácido oxálico (μM) Fe (μ M) Fe(Oxalato)2- Fe(Oxalato)3 3- Fe(Oxalato)+ Fe2+(W. cocos) Fe2+(P. medulla-panis) Fe3+ 0 10 20 30 40 50 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 ácido oxálico (μM) Fe (μ M) Fe(Oxalato)2 - Fe(Oxalato)3 3- Fe(Oxalato)+ Fe3+ Fe2+(W. cocos) Fe2+(P. medulla-panis)

esperado em regiões mais distantes do fungo, devido a menor concentração de ácido oxálico e também ao elevado poder tamponante da parede celular. Nestas condições, espera-se que Fe(Oxalato)+ esteja presente, a qual poderia então ser reduzido pelos compostos fúngicos redutores de ferro, gerando Fe2+ para reagir com peróxido de hidrogênio, e assim, gerar radicais hidroxila a uma distância da hifa fúngica e promover a degradação da madeira.

5.3 Degradação oxidativa de polissacarídeos e lignina pela reação de Fenton mediada por CBMM

Os CBMM produzidos por W. cocos e P. medulla-panis e isolados das

frações < 5 kDa com a resina XAD-2 e denominados Wc e Pmp, respectivamente, foram avaliados na ausência e presença de ferro e peróxido de hidrogênio (reação de Fenton mediada) quanto a capacidade de degradar vários substratos celulósicos e hemicelulósicos, comumente utilizados para determinar atividades de celulases e hemicelulases, e também de oxidar a lignina presente em Picea rubens (conífera).