Polihidroxialcanoatos (PHAs) são polímeros produzidos por diversas bactérias como material de reserva de carbono e energia, apresentando propriedades termoplásticas comparáveis às dos plásticos de origem petroquímica, além da vantagem de ser totalmente biodegradáveis. A bactéria Cupriavidus necator DSMZ 545 é considerada o organismo modelo para a produção de PHA, possuindo a capacidade de utilizar CO2 como fonte de carbono, porém existem sérias limitações para o seu cultivo autotrófico. Visando otimizar a capacidade autotrófica desta bactéria, foi realizada neste trabalho a clonagem e expressão do gene da bacteriorodopsina (bop) de Halobacterium salinarum em C. necator. Esta proteína de membrana é capaz de converter a energia luminosa em um gradiente de prótons, que pode ser utilizado pela célula para produzir ATP. Obtiveram-se clones recombinantes de C. necator, que, sob iluminação, apresentaram maior produção de ATP, assim como produção aumentada de PHA, sem alterações no crescimento celular. / Polihydroxyalcanoates (PHAs) are polymers produced by several bacteria as carbon and energy storage materials, which show comparable thermoplastic properties with plastics from petrochemical origin and present the advantage of being completely biodegradable. The bacterium Cupriavidus necator DSM 545 is considered as a model organism for PHA production, being able to produce PHA utilizing CO2 as the carbon source, although there are severe limitations for its autotrophic cultivation. In the present work, with the purpose of optimizing the autotrophic capability of this bacterium, the cloning and expression of the Halobacterium salinarum bacteriorhodopsin gene (bop) was undertaken in C. necator. This membrane protein is able to convert light energy in a proton gradient that can be utilized by the cell for ATP production. Upon illumination, the C. necator recombinant clones showed an increase in ATP production, as well as an increase in PHA production, and no alterations in cell growth.

As transições eletrônicas que apresenta as energias mais baixas no retinal e em quatro retinais sintéticos foram analisadas em dois diferentes ambientes: no vácuo e ligados à proteína bacterioopsina por uma base de Schiff protonada, utilizando diversos métodos de química teórica. Os resultados aqui apresentados fornecem indicativos de que três estados eletrônicos estão envolvidos na formação da primeira banda de absorção dos aldeídos, enquanto que, no caso dos compostos ligados à proteína apenas dois estados estariam envolvidos. As análises discutidas neste trabalho também sugerem uma possível explicação para o envolvimento de dois estados eletrônicos excitados no processo de fotoisomerização do retinal ligado à bacterioopsina. / Low-lying electronic transitions of retinal and of four synthetic retinals were analyzed in two different environments: in vacuum and linked to bacterioopsin through a protonated Schiff base, employing several methods of theoretical chemistry. The results here reported suggest that the first absorption band of the aldehydes involves three electronic states, while for the case of protein linked compounds, two states would be embraced. Our discussions also provided a possible explanation about the involvement of two electronic excited states in the photoisomerization process of retinal linked to bacterioopsin.

As transições eletrônicas que apresenta as energias mais baixas no retinal e em quatro retinais sintéticos foram analisadas em dois diferentes ambientes: no vácuo e ligados à proteína bacterioopsina por uma base de Schiff protonada, utilizando diversos métodos de química teórica. Os resultados aqui apresentados fornecem indicativos de que três estados eletrônicos estão envolvidos na formação da primeira banda de absorção dos aldeídos, enquanto que, no caso dos compostos ligados à proteína apenas dois estados estariam envolvidos. As análises discutidas neste trabalho também sugerem uma possível explicação para o envolvimento de dois estados eletrônicos excitados no processo de fotoisomerização do retinal ligado à bacterioopsina. / Low-lying electronic transitions of retinal and of four synthetic retinals were analyzed in two different environments: in vacuum and linked to bacterioopsin through a protonated Schiff base, employing several methods of theoretical chemistry. The results here reported suggest that the first absorption band of the aldehydes involves three electronic states, while for the case of protein linked compounds, two states would be embraced. Our discussions also provided a possible explanation about the involvement of two electronic excited states in the photoisomerization process of retinal linked to bacterioopsin.