Made available in DSpace on 2016-06-02T19:31:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3192.pdf: 3896666 bytes, checksum: 9e7ce3de8ef146dad46027cfc0847c63 (MD5) Previous issue date: 2010-07-12 / Universidade Federal de Minas Gerais / The organism Planktothrix agardhii belongs to one of the two most abundant genera in the world among the phytoplankton (the other is Microcystis sp.). Nevertheless, the genus Planktothrix is potentially toxic, producing microcystins and anotoxinas, which makes relevant knowledge of the biology of species that produce large biomass, as the case of P. agardhii, and the relationships with the communities that coexist with them. Knowledge of the composition of EPS was fundamental to the understanding of possible correlation with bacteria based on the use of EPS as a substrate. The EPS excreted by P. agardhii grown in axenic culture is a heteropolymer rich in glucose (17.04%), whose composition also have the monosaccharides: glucuronic acid 13.78%, 12.65% of fucose, from 10.95 n-acetyl galactosamine, 10.48% n-acetyl glucosamine, 7.78% of rhamnose, galactose 7.04%, 4.89% arabinose and 15.39% from other types of sugars. EPS is composed of only one fraction slightly acidic. The degradation of EPS by the bacteria in natural population of Barra Bonita reservoir started at 12 hours and was totally consumed on the 31st day of exposure. The degradation of the polysaccharide followed by gas chromatography showed a quick decrease in the amount of glucose followed by an increase in the same after the 12th day. As for glucuronic acid occurs primarily an increase in concentration, followed by a sharp decline after the 12th day. The other monosaccharides present degradation to a minimum concentration or were completely exhausted. / O organismo Planktothrix agardhii é uma das espécies pertencentes a um dos dois gêneros mais abundantes no mundo inteiro entre o fitoplancton (o outro é Microcystis sp.). Não obstante, o gênero Planktothrix é potencialmente tóxico, produtor de microcistinas e anotoxinas, o que torna relevante o conhecimento da biologia de espécies produtoras de grande biomassa, como é o caso de P. agardhii, e as relações que possa ter com as comunidades que coabitam com elas. O conhecimento da composição dos EPS (polissacarídeo extracelular) foi fundamental para o entendimento das possíveis relações com bactérias baseadas na utilização dos EPS como substrato. EPS excretado por Planktothrix agardhii cultivada em cultura axênica é um heteropolímero rico em glicose (17%), cuja composição também apresenta os seguintes monossacarídeos: 14% de ácido glicurônico, 13% de fucose, 11% de ácido siálico, 11% de N-acetil galactosamina, 10% de N-acetil glicosamina, 8% de ramnose, 7% de galactose, 5% de arabinose e 4% de outros tipos de monossacarídeos não identificados. O EPS é composto por apenas uma única fração ligeiramente ácida. A degradação do EPS pelas bactérias da população natural do reservatório de Barra Bonita iniciou-se a partir das 12 horas sendo no 31º dia de exposição totalmente consumido. A degradação do polissacarídeo acompanhada por cromatografia gasosa mostrou rápida diminuição na quantidade de glicose seguida de um aumento da mesma, após o 12 º dia. Já para ácido glicurônico primeiramente ocorre um aumento na concentração, seguido de uma diminuição acentuada após o 12º dia. Os demais monossacarídeos apresentam degradação até uma concentração mínima ou foram completamente exauridos.

Made available in DSpace on 2016-08-17T18:39:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1828.pdf: 1894013 bytes, checksum: 47084c725e570d01b5c72cabdaeed953 (MD5) Previous issue date: 2008-03-28 / Financiadora de Estudos e Projetos / The Gram-positive genus Bacillus is of great biotechnological importance. Their ability to secrete enzymes efficiently during fermentation is exploited for the production of extracellular enzymes such as penicillin G acylase (PGA). Bacillus megaterium has proven to be an excellent alternative host to Escherichia coli for heterologous gene expression. Unlike other bacilli strains, proteolytic degradation by alkaline proteases is avoided. In addition, there are no endotoxins found in the cell wall. As a result, protein yields are exceptionally high even if inexpensive substrates are used. In this work, the growth conditions of B. megaterium ATCC 14945 and its preparation for transformation by electroporation with plasmid DNA had been studied. Vegetative cells and protoplasts of B. megaterium had been used. Plasmid DNAs (pET- 32, pETduet-1, pBR322 and pHis 1522) were prepared from E. coli strains DH5α and BL21. Bacteria cultures were growth in Luria-Bertani (LB) broth, Nutrient or LBS (LB containing 0,5 M sorbitol) medium. It had been used the following Electroporation Media: 25% PEG 6000/0.1 M Sorbitol (Moro et al., 1995), 0.625 M Sacarose/1.0 mM MgCl2, pH 5.5 (Dunny et al., 1991), HEPES 10 mM, pH 7.0 (Belliveau & Trevors, 1989) and SMG (0.5 M sorbitol, 0.5 M manitol and 10% glicerol) (Xue et al., 1999). As Recovery Media after electric pulses, LB and LBSM (LB containing 0,5 M sorbitol and 0.38 M manitol) had been used. Extractions of genomic DNA of B. megaterium and plasmid DNA of E. coli had been carried through. The Colonies Forming Units method (CFU) was applied in order to analyze the B. megaterium viability before and after treatment with Electroporation Media. The biomass produced (Cx) was analyzed spectrophotometrically and by the Dry Mass method. The morphology and pureness of B. megaterium cultures had been studied by optic microscopy preparations and B. megaterium growth in liquid selective media. The best electric conditions for electroporation had been established by preliminary tests. B. megaterium transformations was performed according to protocols described by Moro et al. (1995), Dunny et al. (1991), Belliveau & Trevors (1989), Xue et al. (1999) and Romero et al. (2006). The B. megaterium growth curves in LB, Nutrient and LBS had allowed the identification of growth phases of cultures and the respective electric conditions adjustment for electroporation protocols. The cellular concentration (dry mass) found for 16 hours of culture in Nutrient, LB and LBS medium had been 1.900 g/L, 2.649 g/L and 2.320 g/L, respectively. The viable cells concentration analyses (UFC) had allowed the adjustment of plasmid DNA concentrations employed and transformation efficiencies calculation. It had been found the following cellular densities of B. megaterium grown in Nutrient, LB and LBS medium respectively after PEG/Sorbitol Electroporation Medium treatment: 8.8 x 108; 9,2 x 108 and 2.3 x 109 UFC/mL. For Sacarose/MgCl2, it had been found 2,8 x 107; 4.6 x 108 and 3.7 x 108 UFC/mL and for HEPES 5.6 x 108; 2.93 x 109 and 1.86 x 108. For SMG, it had been found 1,7 x 109; 9.4 x 109 and 1.1 x 1010 UFC/mL for Nutrient, LB and LBS medium, respectively. / Bacillus são bactérias Gram-positivas de grande importância biotecnológica. Sua habilidade para secretar enzimas eficientemente durante a fermentação é utilizada para a produção de enzimas extracelulares como penicilina G acilase (PGA). Bacillus megaterium revelou-se excelente hospedeiro alternativo à Escherichia coli para a expressão de genes heterólogos. Diferentemente de outras linhagens de bacilos, a degradação proteolítica por alcalino-proteases não é verificada. Além disso, não são encontradas endotoxinas em sua parede celular. Consequentemente, os rendimentos de produção de proteínas são excepcionalmente elevados, ainda que substratos econômicos sejam utilizados. Neste trabalho, foram estudadas as condições de crescimento de células de B. megaterium e sua preparação para transformação por eletroporação com DNA plasmidial. Foram utilizadas células vegetativas e protoplastos de B. megaterium ATCC 14945 e as linhagens de E. coli DH5α e BL21 (para amplificação e manutenção dos plasmídeos pET-32, pETduet-1, pBR322 e pHis 1522). Os meios de crescimento empregados foram Nutriente, Luria-Bertani (LB) e LBS (LB contendo 0,5 M sorbitol). Para as eletroporações, foram utilizados os Meios 25% PEG 6000/0,1 M Sorbitol (Moro et al., 1995), 0,625 M Sacarose/1,0 mM MgCl2, pH 5,5 (Dunny et al., 1991), HEPES 10 mM, pH 7,0 (Belliveau & Trevors, 1989) e SMG (0,5 M de sorbitol, 0,5 M de manitol e 10% de glicerol) (Xue et al., 1999). Como Meios de Recuperação pós-pulso elétrico, foram utilizados os Meios LB e LBSM (LB contendo 0,5 M de sorbitol e 0,38 M de manitol). Foram realizadas extrações de DNA genômico de B. megaterium e de DNA plasmidial de E. coli; ensaios de viabilidade das células de B. megaterium antes e após tratamento com os diferentes Meios de Eletroporação, pelo Método de Contagem de Unidades Formadoras de Colônias (UFC); quantificação de biomassa produzida (Cx) nos cultivos de B. megaterium nos diferentes Meios, pelo Método da Massa Seca, e acompanhamento por leitura espectrofotométrica (DO 600 nm); análise morfológica e de pureza dos cultivos por meio de preparações permanentes e a fresco e do crescimento de B. megaterium selvagem em diferentes meios seletivos; testes preliminares de eletroporação para estabelecimento das melhores condições elétricas; ensaios de eletroporação segundo os protocolos de Moro et al. (1995), Dunny et al. (1991), Belliveau & Trevors (1989), Xue et al. (1999) e Romero et al. (2006). Foram obtidas as curvas de crescimento de B. megaterium para os Meios de Cultivo Nutriente, LB e LBS. Tais curvas permitiram a identificação da fase de crescimento das culturas e o respectivo ajuste das condições elétricas para os protocolos de eletroporação. As medidas de concentração celular (massa seca) encontradas para 16 horas de cultivo, para culturas crescidas em Meio Nutriente, LB e LBS foram 1,900 g/L, 2,649 g/L e 2,320 g/L, respectivamente. As análises de concentração de células viáveis (UFC) forneceram a densidade celular após tratamento com os diferentes Meios de Eletroporação, de modo a permitir o ajuste das concentrações de DNA plasmidial a serem empregadas e o cálculo das eficiências de transformação. Após o tratamento de células de B. megaterium, crescidas em Meio Nutriente, LB e LBS, com o Meio de Eletroporação PEG/Sorbitol, foram obtidas, respectivamente: 8,8 x 108; 9,2 x 108 e 2,3 x 109 UFC/mL; para o Meio de Eletroporação Sacarose/MgCl2, 2,8 x 107; 4,6 x 108 e 3,7 x 108 UFC/mL; para o Meio de Eletroporação HEPES, 5,6 x 108; 2,93 x 109 e 1,86 x 108; para o Meio de Eletroporação SMG, 1,7 x 109; 9,4 x 109 e 1,1 x 1010 UFC/mL, respectivamente para os Meios de Crescimento Nutriente, LB e LBS.