Orientador: Sandra Regina Pombeiro Sponchiado / Co-orientador: Rubens Monti / Banca: Heloiza Ferreira Alves do Prado / Banca: Luis Henrique Souza Guimarães / Banca: Sarita Candida Rabelo / Banca: Sandra Helena Cruz / Resumo: Não disponível. / Abstract: Not available. / Doutor

Orientador: Luis Henrique Souza Guimarães / Banca: Ariela Veloso de Paula / Banca: Eleonora Cano Carmona / Resumo: Atualmente, a biotecnologia é acompanhada dos estudos sobre o funcionamento, estrutura e utilização, principalmente na indústria, das enzimas obtidas a partir de microorganismos, o que têm despertado grandes interesses em pesquisadores da área. De modo especial, os fungos filamentosos vêm se destacando como grandes produtores de enzimas, principalmente o gênero Aspergillus, pertencente aos ascomicetos. Dentre as enzimas de interesse biotecnológico encontramos a tanino acil hidrolase (EC 3.1.1.20),, também conhecida como tanase, a qual pode ser produzida por fungos filamentosos, leveduras e bactérias. Desta forma, foi objetivo deste trabalho o estudo da produção de tanases pelo fungo filamentoso Aspergillus carbonarius padronizando-se as melhores condições físico-químicas para o crescimento do micro-organismo, visando a obtenção de tanases em níveis elevados assim purificando e caracterizando-as bioquimicamente. Os maiores níveis enzimáticos em FSS foram obtidos utilizando folhas de chá verde trituradas como fonte de carbono umedecidas com água de torneira (1:1 m/v) a 30°C por 3 dias.A tanase foi purificada 11,3 vezes com recuperação de 98%, após dois passos cromatográficos, DEAE-Celulose e Sepharose CL-6B. A enzima possui massa molar de 134,89 kDa com 50% de carboidratos. A temperatura ótima de atividade foi de 60°C e o pH ótimo foi 5,0. A tanase se mostrou bastante estável entre as temperaturas de 40°C a 65°C e em pH ácido. A atividade enzimática foi aumentada em 32% na presença de Ag+, e foi inibida por Mg+ , Fe2+, Zn2+, Al3+ e Cu2+ . Os parâmetros cinéticos foram analisados, sendo que a enzima apresentou maior afinidade pelo substrato metil galato (Km de 1,42mM) se comparado acido tânico (Km de 2,2mM). Portanto conclui-se que a tanase produzida por Aspergillus carbonarius possui um bom potencial biotecnológico e é promissora para o emprego industrial. / Abstract: Nowadays, biotechnology is accompanied by functional, structural and application studies, mainly in industry, of microbial enzymes, which have aroused great interest in researchers around the world. Specially filamentous fungi have been highlighted as the major enzymes producers, mostly Aspergillus genera, an ascomycete. Among the enzymes of biotechnological interest we can found the tannin acyl hydrolase (EC 3.1.1.20), also known as tannase that can be produced by filamentous fungi, yeasts and bacterias. Acoording to the this objective of this work was to study the production of tannase by Aspergillus carbonarius standardizing the best physico-chemical conditions for the microorganism growth, in order to obtain high levels of tannase, purifying and characterizing them biochemically. The higher enzymes levels in SSF were obtained when it was used green tea leaves as carbon source moistured with tap water (1: 1 w / v) at 30° C for 3 days. Tannase was purified 11,3 fold with 98% of recover after two chromatographic steps: DEAE-celulose and Sepharose CL-6B. The enzyme has a molecular weight of 134,89 kDa with 50% of carbohydrates. The optimal temperature of activity was 60ºC and the optimal pH was 5.0. Tannase showed quite stability to temperatures between 40ºC and 65ºC and under acid pH. The enzyme activity was strongly inhibited by Mg+, Fe2+, Zn2+, Al3+ e Cu2+. The kinetic parameters were analyzed and the enzyme showed higher affinity to the substrate methyl gallate (Km 1.42mM) in it compared to tannic acid (Km 2.2mM). Therefore it is concluded that the tannase produced by Aspergillus carbonarius has great biotechnological potential and it is promising for industrial use. / Mestre

Orientador: Cecilia Laluce / Banca: Sandra Regina Pombeiro Sponchiado / Banca: Sandra Regina Ceccato Antonini / Resumo: As destilarias brasileiras produzem etanol utilizando o processo fermentativo contínuo ou por batelada alimentada. Nas fermentações sucessivas, as células são recicladas e usadas continuamente durante toda a safra. No final de cada ciclo de fermentação as células são concentradas e tratadas com ácido para redução dos contaminantes antes da utilização como starter da fermentação seguinte. Alterações no estado fisiológico das células podem ocorrer dependendo das condições que ocorrem antes e durante o processo e também durante o tratamento ácido, bem como a concentração de subprodutos formados. Tais alterações podem afetar a produtividade e a eficiência do processo fermentativo. As variações no estado fisiológico podem ser avaliadas através da medida de alguns indicadores, tais como níveis de trealose e seu grau de mobilização, proteínas e glicerol. Além disso, são necessários estudos para selecionar e utilizar os parâmetros fisiológicos como ferramentas de diagnóstico do desempenho do processo. O objetivo do presente trabalho foi o de expor as células a tratamentos adequados entre os ciclos de fermentação, a fim de restaurar ou melhorar o seu estado fisiológico, evitando perdas na viabilidade, na atividade de crescimento e de fermentação. Dois métodos para a propagação da linhagem IQAr/45-2 foram estabelecidos e ambos mostraram ser eficientes no acúmulo de células. No entanto, maiores aumentos foram obtidos quando o lisado celular de levedura (LC) foi adicionado ao meio, o qual levou a um crescimento semelhante a linhagem PE-2. A obtenção LC consiste em um método rápido, fácil e de menor custo do que o uso do extrato de levedura comercial. Dois tipos de meio (meios MR1 e MR2) foram utilizados para manter as células entre os ciclos de fermentação. O meio de MR1 continha sais de zinco, amônio e magnésio e o meio MR2 era constituído... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Brazilian distilleries produce ethanol using continuous or fed-batch fermentations. In repeated fed-batch fermentations, cells are sequentially transferred from one fermentation cycle to the next. At the end of each fermentation, the yeast cells are harvested and acid-treated in order to kill contaminants prior to its use as starter of the next fermentation. Depending on stresses conditions occurring before and during the fermentation process, as well as the concentration of the by-products and acid treatment, changes in the physiological state of the cells can occur. Such changes can affect the productivity and fermentation efficiency of the process. The variations in physiological state can be evaluated by measuring indicators such as levels of trehalose, proteins and glycerol and their degree of mobilization. In addition, studies are required for selection and use of the physiological parameters as diagnostic tools of the process performance. The aim of present work was to improve and/or avoid losses in viability, growth and fermentation activities by exposing the cells to appropriate treatments between fermentation cycles, particularly in order to restore or improve their properties. Two methods for the propagation of the strain IQAr/45-2 were stablished and both showed efficiency on cell acumulation. However, greater biomass and viability were obtained for IQAr/45-2 strain when yeast cell lysate (LC) was added to the medium, having a similar growth when compared to the PE-2 strain. The procedure to LC obtention is a faster, easier and lower coast method than the commercial yeast extract. Two kinds of medium (MR1 and MR2 media) were used to storage the cells between the fermentation cycles. The MR1 medium was supplemented with ammonium, zinc and magnesium salts and MR2 medium was supplemented with LC... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Sandra Regina Pombeiro Sponchiado / Banca: Rubens Monti / Banca: Célia Maria Araújo Galvão / Resumo: Com a crescente demanda por fontes alternativas de combustíveis, a produção de etanol a partir de materiais lignocelulósicos torna-se uma opção interessante. Esse processo permite o aumento da produção de etanol sem a necessidade de crescimento da área plantada dos cultivares utilizados. Para a produção do etanol celulósico é necessário o fracionamento da biomassa de forma a disponibilizar a maior quantidade de carboidratos possível para o processo de fermentação alcoólica, porém essa biomassa precisa de um pré-tratamento para desorganizar a estrutura recalcitrante do material. Neste sentido, o principal objetivo deste projeto foi avaliar os métodos de pré-tratamentos alcalino, utilizando hidróxido de cálcio, e hidrotérmico, utilizando água, nos bagaços de cana-de-açúcar in natura (obtido diretamente da moenda) e explodido (submetido a explosão a vapor). Foram testados os tempos de 7, 30 e 60 minutos em ambos os tratamentos a uma temperatura de 120 °C em autoclave. Foram realizados planejamentos fatoriais completos a fim de analisar a influência do hidróxido de cálcio e do tempo no desempenho da hidrólise, quantificando a liberação de glicose e açúcares redutores totais (ART). Dessa maneira foram realizadas análises da composição química do bagaço pré-tratado a fim de avaliar uma possível correlação entre as modificações na estrutura do material e a eficiência da hidrólise. Os resultados mostraram que os melhores rendimentos foram obtidos com o bagaço in natura pré-tratado com hidróxido de cálcio em todos os tempos testados, a hidrólise enzimática desse material resultou em um rendimento mais alto, de 3,2 a 4,3 vezes, em comparação com a hidrólise no bagaço in natura sem pré-tratamento. Um novo planejamento foi realizado, delineamento composto central superfície resposta, para determinar as... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Due to the growing demand for alternative sources of fuel, ethanol production from lignocellulosic materials became an interesting option. This process allows the increase of ethanol production without the need of growth of the planted area of the cultivars used. For the production of cellulosic ethanol is necessary to fractionate the biomass to provide the largest possible amount of carbohydrates to ethanol fermentation process, but this biomass needs a pretreatment to disrupt the recalcitrant structure of the material. In this sense, the main objective of this project was to evaluate the methods of alkaline pretreatments, using calcium hydroxide, and hydrothermal,using water, in sugar cane bagasses in natura (obtained directly from the mill) and exploded (subjected to steam explosion). We tested different times (7, 30 and 60 minutes) in both treatments at a temperature of 120 °C in autoclave. Complete factorial designs were performed to examine the influence of calcium hydroxide and hydrolysis time performance by quantifying the release of glucose and total reducing sugars (TRS). Thus were analyzed the chemical composition of the pretreated bagasse to evaluate a possible correlation between changes in material structure and efficiency of hydrolysis. The results showed that the best yields were obtained with the in natura bagasse pretreated with calcium hydroxide at all times tested and the enzymatic hydrolysis increased from 3.2 to 4.3 fold compared to untreated in natura bagasse. A new schedule was conducted, a central composite design surface response, to determine the hydrolysis conditions which lead to maximal glucose release. In this step was done the hydrolysis of in natura bagasse subjected to alkaline pretreatment, with the addition of a nonionic surfactant (Tween 80). The best condition found in this optimization... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Oswaldo Garcia Junior / Banca: Jonas Contiero / Banca: Carlos Ossamu Hokka / Banca: Marcelo Zaiat / Banca: Rosana Filomena Vazoller / Resumo: A remoção de H2S de uma corrente gasosa proveniente de industrias (petroquímica, refinarias de petróleo, etc) ou de tratamento de esgotos domésticos e muito importante tanto sobre o ponto de vista econômico como de saúde pública. Alguns processos convencionais vem sendo estudados e utilizados porém, são processos que apresentam como inconveniente um alto custo operacional por utilizarem alto consumo de energia e catalisadores específicos. Alternativas biotecnológicas tem sido estudadas usando principalmente espécies do gênero Thiobacillus uma vez que essas espécies quimiolitotróficas oxidam compostos reduzidos de enxofre como fonte de energia para o seu crescimento. No presente trabalho foi investigado a oxidação direta do H2S por Thiobacillus ferrooxidans-LR e Thiobacillus thiooxidans-FG01 assim como um processo combinado usando separadamente etapas químicas e etapas biológicas. Este processo é baseado em uma rápida reação entre o íon Fe3+ e o H2S, o qual produz enxofre elementar e íon Fe2+, e a capacidade de T. ferrooxidans-LR oxidar Fe2+ como único caminho metabólica para obter energia, entre as espécies Thiobacillus. Ambas as espécies oxidaram diretamente H2S presente em solução acida (pH ~ 1,8) em concentrações no intervalo de 5 a 100 mg.L-1. O desprendimento deste gás em solução ácida foi considerável e a oxidação bacteriana foi somente detectada, em comparação com o frasco não inoculado, em concentrações abaixo de 5 mg.L-1 e após 150 min. Para estudar o processo combinado químico bacteriano, células de T. ferrooxidans-LR foi primeiramente imobilizada em fitas de PVC e anéis de vidro. Em ambos os suportes formou-se um espesso biofilme após cinco ciclos de oxidação do Fe2+. Durante os ciclos de imobilização celular houve o aparecimento...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Removal of H2S from gas streams of industrial sources or anaerobic treatment of domestic sewage is a imperative task under economic (corrosion in petrochemical industries), environmental and public healthy point of view. Conventional physicochemical processes are currently in use but they are very expensive since the necessity of energy in these processes are so high. Biotechnological alternatives have been studied using mainly species of Thiobacillus genus, since these chemolithotrophic species oxidize reduced sulfur compounds as energy source for their growth. In the present work it was investigated the direct H2S oxidation by Thiobacillus ferrooxidans-LR and Thiobacillus thiooxidans-FG01, as well as a combined process using separated chemical and biological steps. This process is based on the fast chemical reaction between Fe3+ and H2S, which produces elemental sulfur and Fe2+, and the capacity of T. ferrooxidans-LR to oxidize Fe2+ as a unique metabolic pathway to obtain energy, among Thiobacillus species. Both species oxidized directly H2S present in acid solutions (pH ~ 1.8) in concentrations ranged from about 5 to 100 mg.L-1. The gas volatilization in these acid...(Complete abstract, click electronic access below) / Doutor

Orientador: José Roberto Ernandes / Banca: Rubens Monti / Banca: Jonas Contiero / Banca: Sandra Helena da Cruz / Banca: João Atílio Jorge / Resumo: O presente trabalho teve como objetivo principal realizar estudos do efeito da complexidade estrutural de fontes de nitrogênio no fluxo metabólico do carbono em leveduras industriais utilizadas nas indústrias de panificação, de produção de vinhos e cervejas. Os resultados obtidos com os carboidratos trealose e glicogênio estão de acordo com o comportamento esperado para o acúmulo destes compostos, uma vez que foi observado que a quantidade destes carboidratos de reserva nas células sofrem acentuadas variações em resposta a diferentes alterações nutricionais experimentadas pelas leveduras durante o processo fermentativo, e isto ocorre como conseqüência do complexo sistema regulatório que controla a produção dos carboidratos. A maioria dos dados indica que a quantidade de trealose e glicogênio foram sempre maiores na suplementação com amônio e menor com peptona. A concentração de trealose e glicogênio produzidas pelas linhagens talvez reflita o processo de seleção a que foram submetidas as linhagens, o tipo a e concentração da fonte de carbono, o tempo de fermentação e também com a natureza estrutural da fonte de nitrogênio. / Abstract: The present work had as main objective to carry out studies of effects of the structural complexity of nitrogen sources in the metabolic flux of carbon in industrial yeasts used in the production of bread, wines, and beers. The results obtained with the carbohydrates trehalose and glycogen are in accordance with the expected behavior for the accumulation of these compounds, once it was observed that the amount of these reserve carbohydrates of in the cells suffers accented variations in response to the different nutritional alterations experienced by the yeasts during the fermentative process. This may occurs as consequence of the complex regulatory system that controls the production of the carbohydrates. The majority of the data indicates that the amount of trehalose and glycogen was always higher under ammonium and casamino acids supplementation than with peptone. Perhaps the concentration of trehalose and glycogen produced by the strains reflects the process of selection that the strains were submitted, the type and concentration of the carbon source, the time of fermentation and also with the structural nature of the nitrogen source. / Doutor

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:41:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000430842-Texto+Completo-0.pdf: 2935464 bytes, checksum: 65b5bce8dd872e39bf663fce3ac30b27 (MD5) Previous issue date: 2011 / Nature as a source of inspiration has been shown to have a great beneficial impact on the development of new computational methodologies. In this scenario, analyses of the interactions between a protein target and a ligand can be simulated by biologically inspired algorithms. In this work, bioinspired algorithms, evolutionary algorithms specially, are applied to molecular docking simulations that can be used in the search for new drugs. These docking algorithms were applied to sirtuins, which compose an important family of proteins, nicotine adenine dinucleotide (NAD) deacetylases that regulate gene silencing, transcriptional repression, recombination, the cell apoptosis division cycle, chromosomal stability, and cellular responses to DNA-damaging agents. These proteins are emerging as molecular targets for pharmaceutical development of drugs for treating human diseases. On the basis of the structural importance of these proteins, in this work we carried out the molecular homology modeling of human SIRT1, using Thermotoga maritima Sir2 crystallographic structure as template. Furthermore, we also performed a virtual screening procedure for SIRT1 model against two databases. One based on a nicotinamide derivatives and the other composed of molecules from Sigma-Aldrich vendor. Based on the virtual screening results we used the lowest free binding energy (Plant Score) molecules to select the bet hits. We employed a Similarity Ensemble Approach Tool (SEA) for assessing the ligand structure and protein pharmacological activity relationships. Our results indicate some molecules presented high affinity against SIRT1, which suggest new of SIRT1 inhibitors. These molecules show a high number of pharmacological activity references. Our results suggest new compounds for development of SIRT1 inhibitors with potential therapeutic application. / A natureza como fonte de inspiração provou ter grande impacto benéfico no desenvolvimento de novas metodologias computacionais. Neste cenário, análises de interações entre uma proteína alvo e um ligante podem ser simuladas por algoritmos inspirados biologicamente (BIA). Neste trabalho, os algoritmos inspirados biologicamente, especialmente algoritmos evolutivos, são aplicados a simulações de docking molecular, que podem ser usadas na busca de novos fármacos. Estes algoritmos de docking foram aplicados a sirtuínas, que compõem uma importante família de proteínas - desacetilases dependentes de NAD - que regulam o silenciamento genético, inibição transcricional, estabilidade cromossômica, ciclo de divisão celular e apoptótico e resposta célular a agentes causadores de danos no DNA. Essas proteínas tem sido alvos moleculares emergentes no desenvolvimento farmacêutico de medicamentos para o tratamento de doenças humanas. Em função da importância estrutural das proteínas, neste trabalho foi realizada a modelagem por homologia molecular de SIRT1 humana, utilizando-se a estrutura cristalográfica de Sir2 de Thermotoga maritima como modelo. Além disso, foi aplicado o procedimento de virtual screening para a SIRT1 modelada contra duas bases de dados. Uma foi baseada em estruturas derivadas da nicotinamida e outra composta por moléculas da Sigma-Aldrich. Com base nos resultados obtidos no virtual screening, foram utilizados os acoplamentos com valores mais baixos de energia livre de ligação (Plant Score) para a seleção das melhores moléculas. Foi empregada a Similarity Ensemble Approach Tool (SEA), uma abordagem estratégica para analisar as relações entre as estruturas e a atividade farmacológica. Os resultados indicam que algumas moléculas apresentaram alta afinidade com a SIRT1, sugerindo novos inibidores de SIRT1, e essas moléculas mostram um elevado número de referências de atividades farmacológicas. Nossos resultados sugerem novos compostos inibidores de SIRT1 que apresentam potencial aplicação terapêutica.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000426332-Texto+Completo-0.pdf: 1464219 bytes, checksum: ea5afbd5886909161be48d8010762dd3 (MD5) Previous issue date: 2010 / This dissertation aims to use a general model to describe the growth of both bacteria Escherichia Coli as yeast Saccharomyces Cerevisiae in a bioreactor on fed-batch mode. In general, to maximize the production of biomass (microorganisms) by controlling the substrate (food) injected into the bioreactor. By the principle of bottle-neck, the maximum yield is obtained when the substrate level is maintained at a certain critical value which depends on biological variables of the process (which vary in time) and certain parameters with high degree of uncertainty. An alternative approach is the control of the by-product (acetate in the case of E. Coli or ethanol in the case of S. Cervisiae ) which should be maintained at levels close to zero and thus entire substrate is used in the production of biomass. Through the nonlinear model of the dynamic growth of the microorganism, it is proposed in this dissertation a robust control law based on the idea partial feedback linearization, in order to avoid measure a large number of biological variables di cult instrumentation. To improve the dynamic performance of the system, is also proposed a mechanism for online estimation and parametric adaptation of the reaction rate of glucose oxidation. Using the description of nonlinearities with the quasi-LPV approach and the formulation of stability conditions through linear matrix inequalities (LMIs), is designed a free linear dynamic, yield of feedback linearization, to ensure the robust stability (related to nonlinearities not canceled and parametric variations)in closed loop and also a certain performance. To verify the behavior of the proposed methodology are conducted several tests on simulations using the platform Matlab=Simulinkr, where is possible to study the behavior of the proposed strategy with regard to jobs available in the literature. / Esta dissertação apresenta um modelo geral que descreve a dinâmica do crescimento tanto da bactéria Escherichia Coli quanto da levedura Saccharomyces Cerevisiae quando produzidas em bioreatores operando no modo descontínuo com alimentação controlada (fed-batch). Em geral, procura-se maximizar a produção da biomassa (microorganismos) através do controle do substrato (alimento) injetado ao bioreator. Pelo princípio do bottle-neck, a máxima produtividade é obtida quando o nível de substrato é mantido em um determinado valor crítico que depende de variáveis biológicas do processo (que variam ao longo do tempo) e de certos parâmetros com elevado grau de incerteza. Uma alternativa a esta abordagem é através do controle do produto secundário (acetato no caso da E. Coli ou etanol no caso da S. Cervisiae) o qual deve ser mantido em níveis próximos a zero e desta forma todo o substrato é utilizado na produção de biomassa. A partir do modelo não linear da dinâmica de crescimento do microorganismo, propõe-se nesta dissertação uma lei de controle robusta baseada na ideia de realimentação linearizante parcial com o objetivo de evitar a medição de um elevado número de variáveis biológicas de difícil instrumentação. Para melhorar o desempenho dinâmico do sistema, também é proposto um mecanismo de adaptação paramétrica para a estimação online da taxa de reação da oxidação da glicose. Utilizando a descrição das não linearidades através da abordagem quasi-LPV e a formulação das condições de estabilidade por desigualdades matriciais lineares (LMIs), projeta-se a dinâmica linear livre, resultante da realimentação linearizante, de maneira a garantir a estabilidade robusta (em relação a não linearidades não canceladas e variações paramétricas) em malha fechada e também um certo desempenho. Para verificar o comportamento da metodologia proposta são realizados vários testes em simulações utilizando a plataforma Matlab=Simulinkr, onde estuda-se o comportamento da estratégia proposta em relação a trabalhos disponíveis na literatura especializada.

O Brasil é um dos maiores produtores de polpa de eucalipto e suas plantações são dependentes do enraizamento adventício de genótipos selecionados. Neste trabalho foram analisados os efeitos de diferentes fontes de carboidratos e de qualidade de luz no enraizamento adventício in vitro de duas espécies de eucalipto economicamente importantes, Eucalyptus grandis, de fácil enraizamento e Eucalyptus globulus, recalcitrante ao enraizamento. As fontes de carboidratos testadas em meio de cultura líquido foram sacarose, glicose e frutose. Microestacas de ambas as espécies e plantas-matrizes de Eucalyptus globulus foram expostas a comprimentos de onda enriquecidos para luz branca, azul, vermelha e vermelho-extrema e seus efeitos foram testados em relação ao enraizamento. O enraizamento adventício aumentou em ambas as espécies quando foi fornecida sacarose durante a fase de indução e frutose na fase de formação. Fazendo uma analogia entre o enraizamento adventício e a tuberização de batata, este resultado pode ser atribuído a atividade de invertases na fase de indução e fructoquinase na fase de formação, porém mais estudos devem ser conduzidos para confirmar esta hipótese. Não houve efeito de qualidade de luz no enraizamento adventício quando os tratamentos de luz foram aplicados nas microestacas. A exposição de plantas-matrizes crescidas em meio de cultura sem sacarose à ambiente enriquecido com comprimento de onda vermelho-extremo proporcionou um aumento de 255% na porcentagem de enraizamento de suas microestacas, mesmo na ausência de auxina exógena no meio de enraizamento, quando comparado com plantas-matrizes expostas à luz branca nas mesmas condições de cultura. Este resultado está aparentemente relacionado com o balanço 8 endógeno de açúcares solúveis e amido na parte aérea e raízes em desenvolvimento, com maior conteúdo de ambos na região das raízes. / Brazil is one of the largest producers of eucalypt pulp and its plantations are dependent of adventitious rooting of selected genotypes. In this work we analyzed the effects of different carbohydrate sources and light qualities on in vitro adventitious rooting of two economically important eucalypt species, the easy-to-root Eucalyptus grandis and the recalcitrant Eucalyptus globulus. The carbohydrate sources tested in static liquid medium were sucrose, glucose and fructose. The effect of white, blue, red and far-red light exposure on microcuttings of both species and on donor-plants of E. globulus was evaluated in relation to rooting. Rooting was improved in both species by supplying sucrose in the induction phase and fructose in the formation phase. By a putative analogy of adventitious rooting with tuberization in potato stems, this result was attributed to activities of invertases in the induction phase and fructokinase in the formation phase, but more studies will be needed to confirm this hypothesis. There was no effect of light quality on adventitious rooting when light treatments were applied on microcuttings. Compared to the white light-treated control donor-plants grown on medium without sucrose, donor-plants grown under a far-red light enriched environment on medium devoid of sucrose yielded 255% in the rooting percentage of microcuttings derived therefrom, even in the absence of exogenous auxin in rooting medium. This result was apparently related to the balance between endogenous hexoses and starch content in shoots and developing roots, with a higher content of both in the rooting zone.

A necessidade de modificar a matriz energética, fortemente dependente de combustíveis fósseis, está impulsionando estudos que visam buscar alternativas mais sustentáveis. Uma alternativa promissora é a utilização de processos biotecnológicos para a conversão de resíduos lignocelulósicos agroindustriais ricos em celulose (casca de soja, casca de arroz, bagaço de cana-de-açúcar, entre outros) a açúcares fermentescíveis para uma posterior fermentação a etanol de segunda geração. Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo estudar a capacidade de conversão dos açúcares provenientes de biomassas hidrolisadas por diferentes leveduras e avaliar a utilização de líquidos iônicos na dissolução de materiais lignocelulósicos. Desta forma, a capacidade de bioconversão dos açúcares contidos no hidrolisado de casca de arroz (RHH) e em meio sintético a etanol foi avaliada utilizando a levedura Candida shehatae e sua co-cultura com Saccharomyces cerevisiae. Este estudo foi realizado em agitador orbital e biorreator. Nos experimentos utilizando co-cultura e agitador orbital o rendimento de etanol (YP/S) foi de 0,42 e 0,51 g g-1 em meio sintético simulando a composição do hidrolisado e em RHH, respectivamente. Utilizando culturas puras de C. shehatae nas mesmas condições, o rendimento de etanol foi de 0,40 g g-1. Determinadas leveduras tem seu metabolismo alterado com a variação de oxigenação do meio. Com o intuito de realizar esta avaliação, experimentos em anaerobiose e com limitação de oxigênio foram realizados em biorreatores. Nestas condições e utilizando as leveduras em co-cultura foi possível obter rendimentos de etanol similares (0,50-0,51g g-1) em meio sintético, enquanto que em RHH, rendimentos de 0,48 e 0,44 g g-1 foram obtidos, respectivamente. Assim como o RHH, o hidrolisado de casca de soja também pode ser uma alternativa para este desenvolvimento. Foi investigada a capacidade de uma linhagem recentemente isolada de Candida guilliermondii converter hexoses e pentoses a partir de hidrolisado ácido/enzimático de casca de soja em etanol. As condições operacionais e suplementação do meio de cultivo foram otimizados utilizando planejamentos experimentais estatísticos (Plackett-Burman e CCD). Os resultados demonstraram que a C. guilliermondii BL 13 foi capaz de crescer em hidrolisado nãosuplementado, não-detoxificado, e as melhores condições de cultivo foram 28 °C, pH 5 e um tamanho de inóculo de 109 UFC ml-1. A produtividade do etanol atingiu um máximo de 1,4 g h-1 L-1e o rendimento de 0,41 g g-1. Para que os materiais lignocelulósicos sejam utilizados em processos destinados à produção de etanol, uma etapa de pré-tratamento é necessária a fim de desorganizar a estrutura deste material facilitando a sacarificação dos açúcares. Com esta finalidade e pensando na utilização de recursos renováveis, foram utilizados no pré-tratamento de casca de soja líquido iônico (LI) de acetato de 1-butil-3-metilimidazólio ([bmim][Ac]). Desta forma, a fim de otimizar o processo de dissolução da celulose, os efeitos da temperatura, tempo de incubação, da relação sólido/líquido (biomassa/IL) e a concentração de líquido iônico (mistura de IL-água) foram avaliadas utilizando um planejamento composto central (CCD). A biomassa regenerada foi analisada por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). A eficiência do pré-tratamento foi quantificada através da glicose liberada após hidrólise enzimática utilizando um complexo celulolítico produzido por Penicillium echinulatum em comparação a casca de soja não tratada (matriz celulolítica). O hidrolisado do ponto ótimo foi utilizado em processo fermentativo com C. shehatae HM 52,2. As condições ótimas foram de 75 °C, 165 minutos de tempo de incubação, 57 % (fração de massa) de [bmim] [Ac] e 12,5 % de carga sólida. As análises de FTIR demonstraram que a casca de soja teve uma perda na cristalinidade de sua estrutura. A utilização do complexo enzimático no processo de hidrólise da biomassa conseguiu liberar 92 % da glicose da matriz celulósica e foi obtido uma conversão de glicose em etanol com rendimento de 0,31 (g g-1). As alterações na estrutura da biomassa regenerada após tratamento com os líquidos iônicos cloreto de 1-butil-3-metilimidazólio ([bmim][Cl]) ou acetato de 1-butil-3- metilimidazólio ([bmim][Ac]) também foram estudadas. A caracterização foi realizada por uma combinação de análise termogravimétrica (TGA), análise de espectroscopia de absorção no infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), difracção de raios X (XRD) e por microscopia electrônica de varredura (MEV). Os tratamentos foram estudados utilizando diferentes tempos de tratamento (2 h e 6 h), diferentes temperaturas (75 °C e 100 °C) e variações na concentração de LI (50 % e 100 %). Os resultados sugerem que a casca de soja apresenta uma maior perda da cristalinidade do que a casca de arroz. A alta recalcitrância da casca de arroz devido a sílica presente pode explicar a pequena redução na cristalinidade desta biomassa. Observou-se que a dissolução da biomassa lignocelulósica sofreu influencia do tipo de biomassa e LI utilizado, temperatura, tempo e proporção LI-água. / The necessity of changing energy matrix, which is highly dependent on fossil fuel, it is booking studies wich seek more sustainable alternatives. One promising alternative is the use of biotechnological processes from the conversion of lignocellulosic agroindustrial waste rich in cellulose (soybean hulls, rice hull, bagasse, etc.) to fermentable sugars for subsequent fermentation second-generation ethanol. In this context, the present work has the goal to study the capacity of the conversion sugars coming from biomass hydrolyze by different yeasts and evaluates the use of ionic liquids on the dissolution of lignocellulosic materials.Thus, the capacity of the sugars bioconversion contained in the rice hull hidrolisate (RHH) and in synthetic medium for ethanol was evaluated using the yeast Candida shehatae and their co-culture with Saccharomyces cerevisiae. This study was carried in an orbital shaker and bioreactor. In co-culture experiments using orbital shaker the ethanol yields (Y P/S) was 0.42 and 0.51 g g-1 in synthetic medium simulating the sugar composition of RHH and in RHH, respectively. By using pure cultures of C. shehatae in the same conditions the ethanol yield was 0.40 g g-1. Certain yeasts have their altered metabolism by varying the oxygenation of the medium. In order to accomplish this evaluation experiments under anaerobic conditions and with limited oxygen were performed in bioreactors. In those conditions and by using the yeast in co-culture, it was possible to obtain similar ethanol yields of (0.50 to 0.51 g g-1) in the synthetic medium, while in RHH, yields of 0.48 and 0.44 g g-1 were obtained respectively.The ability of a newly isolated strain of Candida guilliermondii BL13converting hexoses and pentoses from the soybean hull hydrolysate acid / enzyme in ethanol was investigated. The operating conditions and supplementation of the culture medium were optimized using statistical experimental design (Plackett-Burman and CCD). The results bring to us the conclusion that C. guilliermondii BL 13 was able to grow on non-supplemented and non-detoxified hydrolyzate, and best culture conditions were 28 °C, pH 5 and inoculum size of 109 CFU ml-1. The ethanol productivity reached a maximum of 1.4 g L-1 h-1, and the yield of 0.41 g g-1. For that lignocellulosic materials was used in processes for the production of ethanol, a pretreatment step is required in order to disrupt the structure of this material facilitating the saccharification of sugar. With this purpose, and considering the use of renewable resources were used in the pretreatment of soybean hulls with ionic liquid (IL) 1-butyl-3-methylimidazolium acetate ([bmim][Ac]). Thus, in order to optimize the dissolution of the cellulose process, the effects of temperature, incubation time, the solid / liquid ratio (biomass / IL), and the concentration of ionic liquid (IL-water mixture) were evaluated using a central composite design (CCD). The regenerated biomass was analyzed by Fourier transform infrared (FTIR) analysis. The effectiveness of the pretreatment was measured by glucose released after enzymatic hydrolysis using a cellulolytic complex produced by Penicillium echinulatum in untreated soybean hulls comparison (cellulolsic matrix). The hydrolyzate was used in optimum fermentation with C. shehatae HM 52.2. Optimal conditions were 75 °C, 165 minutes of incubation time, 57 % (mass fraction) of [bmim][Ac] and 12.5 % of solid. The FTIR analysis showed that soybean hulls had a loss in the crystallinity of its structure. The use of the enzyme complex in the biomass hydrolysis process achieved 92 % of the glucose release the cellulosic matrix was obtained and an ethanol conversion of glucose to yield 0.31 (g g-1).The changes in the structure of the regenerated biomass after treatment with ionic liquids 1-butyl-3-methylimidazolium chloride ([bmim][CI]) or 1-butyl-3- methylimidazolium acetate ([bmim][Ac]) were also studied. The characterization was done by a combination of thermogravimetric analysis (TGA), Fourier transform infrared (FTIR) analysis, X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The treatments were studied using different treatment times (2h and 6h), different temperatures (75 °C and 100 °C) and different IL concentration (50 % and 100 %). The results suggest that soybean hull has a higher loss of crystallinity than rice hull. The high recalcitrance of rice hull, due to silica present, may explain the low decrystallization this biomass. It was observed that the dissolution of the lignocellulosic biomass has undergone the influence of the type of biomass used and IL, temperature, time and ratio IL-water.