Made available in DSpace on 2015-03-26T13:51:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 511649 bytes, checksum: bafb6e1f723d31526306e1605d68727b (MD5) Previous issue date: 2008-07-30 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The production of biossurfactants on an industrial scale is usually limited by the high cost of the media components for the microorganisms cultivation. The use of agroindustrial substrates as the basic culture mean for the production of these compounds has been suggested as an alternative to making the process. The objective was to study the production and the tensoatives properties of biossurfactants in culture medias based on manipueira and molasses by bacterial isolates previously identified as biossurfactants producer. The low values of surface tension and the high values of Critical Micellar Dilution (CMD) showed that three isolates, Pseudomonas aeruginosa LBBMA 88A, Bacillus subtilis LBBMA 155 and B. subtilis subsp. spizizenii LBBMA 283, stood out as the best among the ten selected for the study. The culture medias for each of the selected bacterial isolates and mixed cultures containing these same isolates was optimized using the Response Surface Methodology (RSM) through the Central Composite Rotational Design (CCRD). P. aeruginosa LBBMA 88A and the mixed culture composed by the three selected isolates were potentially the greater interest to the production of biossurfactant, since they were the only which the biossurfactants production was influenced only by the concentration of molasses and the only who reached values of DMC at least 10 times. The surfactant produced by P .aeruginosa LBBMA 88A formed emulsions considered stable with kerosene. Temperatures over 70°C and pH values of 4.0 reduced the viscosity of culture media destabilizing the emulsions formed between aqueous solutions of biossurfactants and kerosene. NaCl concentrations above 10 g L-1 altered the tensoative activity because of estabilization of the present.surfactant micelles. The media based on molasses and manipueira achieved satisfactory results for the production of surfactant by the tested isolates with desirable characteristics for environmental applications, particularly the stability in wide ranges of salinity, temperature and pH. / A produção de biossurfactantes em escala industrial é usualmente limitada pelo alto custo dos componentes do meio para o cultivo dos microrganismos. A utilização de substratos agroindustriais como meio de cultura básico para a produção desses compostos tem sido sugerida como alternativa para viabilizar o processo. O objetivo deste trabalho foi o de estudar a produção e as propriedades tensoativas de biossurfactantes em meios de cultura à base de manipueira e melaço por isolados de bactérias previamente identificadas como produtoras de biossurfactantes. Os baixos valores de tensão superficial e os altos valores de Diluição Micelar Crítica (DMC) demonstraram que três isolados, Pseudomonas aeruginosa LBBMA 88A, Bacillus subtilis LBBMA 155 e B. subtilis subsp. spizizenii LBBMA 283, destacaram-se como os melhores entre os dez selecionados para o estudo. Os meios de cultura para cada um dos isolados bacterianos selecionados e para culturas mistas contendo esses mesmos isolados foi otimizado usando-se a Metodologia de Superfície de Resposta (MSR) por meio do Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR). P. aeruginosa LBBMA 88A e a cultura mista composta pelos três isolados selecionados foram potencialmente os de maior interesse para a produção de biossurfactante, uma vez que foram os únicos cuja produção de biossurfactantes foi influenciada apenas pela concentração de melaço e que alcançaram valores de DMC de pelo menos 10 vezes. O surfactante produzido por P.aeruginosa LBBMA 88A formou emulsões consideradas estáveis com querosene. Temperaturas acima de 70°C e valores de pH 4,0 reduziram a viscosidade do meio de cultura desestabilizando as emulsões formadas entre soluções aquosas dos biossurfactantes e o querosene. Concentrações de NaCl acima de 10 g L-1 alteraram a atividade tensoativa em razão da desestabilização das micelas presentes. O meio a base de melaço e manipueira alcançou resultados satisfatórios para a produção de surfactante pelos isolados testados com características desejáveis a aplicações ambientais, em especial a estabilidade em amplas faixas de salinidade, temperatura e pH.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:51:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1357885 bytes, checksum: 94cbad5284c486e24d0ad442975d1eda (MD5) Previous issue date: 2010-06-25 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In Nostoc isolates, the vegetative cells multiplication and differentiation of some of them in heterocyst is the life cycle phase in which biomass production occurs. In other phase, many environmental changes can trigger hormogonium differentiation, a transient and a non-growth state. The use of cyanobacteria strains in biotechnological processes have been studied for many years, however, the production of biomass is influenced, and can be limited, by the fact that the colonies growth intensify the selfshading. Consequently, changes in light intensity and quality received by cells can occur. The aims of this work were: 1) to characterize biomass and pigments production by Nostoc isolates in response to changes in light intensity; 2) to analyze the effect of pre-cultivation and exposure in different light intensities in the same parameters and in cellular differentiation processes; 3) and to relate, for isolate Nostoc CCLFM XXI, growth phases to predominant cellular differentiation processes. The greater biomass production was achieved at 20, 45 and 75 μmoles m-2 s-1, respectively in Nostoc CCLFM I, VIII and XXI. In Nostoc CCLFM I, only phycoerithrin content changed with light intensity, been maximum at 15 μmoles m-2 s-1, decreasing with increasing light intensities. Pigment contents, in Nostoc CCLFM VIII did not vary with light intensities. In Nostoc CCLFM XXI phycocyanin and alophycocyanin contents varied with light intensity, reaching a maximum at 45 μmoles m-2 s-1, been constant up to 105 μmoles m-2 s-1. Biomass pre-cultivated at 15 μmoles m-2 s-1, when exposed to lower light intensities led to an intense akinetes differentiation in Nostoc CCLFM VIII and XXI, fact that did not occur in Nostoc CCLFM I. When biomass pre-cultivated at 75 μmoles m-2 s-1 were exposed to lower light intensities, filaments with smaller cells than vegetative ones were observed, indicating probably, the occurrence of hormogonium differentiation in Nostoc CCLFM I and VIII. When cultivated at 15 μmoles m-2 s-1, Isolate XXI showed intense akinetes differentiation, and when cultivated at 60 μmoles m-2 s-1 it showed distinct cellular differentiation patterns in phases in which biomass production was not observed. Hormogonia were observed only in the early non-growth phase, while akinetes were observed in middle and late non-growth phases. Therefore, there is relation between light intensity and patterns of cellular differentiation. In lowest light intensities the akinetes differentiation predominates over other differentiation process. However, in higher intensity hormogonia and akinetes were observed, with hormogonia associated with the first non-growth phase and akinetes with middle and late nongrowth phase, indicating a sequence in which cellular differentiation occur, probably related with light energy available to photosynthesis. / Em isolados do gênero Nostoc, a multiplicação das células vegetativas e a diferenciação de algumas células em heterócitos em intervalos regulares é a etapa do ciclo de vida em que ocorre a produção de biomassa. Em outra etapa do ciclo de vida, vários fatores do ambiente podem induzir a diferenciação de hormogônios, filamentos nos quais não ocorre produção de biomassa. A aplicação biotecnológica de cianobactérias pode ser limitada pela intensificação do auto-sombreamento durante o crescimento destas em foto-biorreatores. Em conseqüência, pode ocorrer diminuição na intensidade e alteração da qualidade espectral da luz que atinge as células. Os objetivos deste trabalho foram: 1) caracterizar a produção de biomassa e de pigmentos por isolados do gênero Nostoc cultivados em diferentes intensidades luminosas; 2) analisar o efeito do pré-cultivo e subseqüente exposição a diferentes intensidades luminosas sobre os mesmos parâmetros e sobre os processos de diferenciação celular e 3) caracterizar durante o cultivo de Nostoc CCLFM XXI em duas intensidades luminosas, a relação das fases de crescimento com os processos de diferenciação celular predominantes. As maiores produções de biomassa foram obtidas a 20, 45 e 75 μmoles m-2 s-1, respectivamente em Nostoc CCLFM I, VIII e XXI. Em Nostoc CCLFM I, apenas a concentração de ficoeritrina variou com a intensidade luminosa, apresentando-se máxima a 15 μmoles m-2 s-1, e diminuindo com aumentos na intensidade luminosa. As concentrações de pigmentos em Nostoc CCLFM VIII não variaram com a intensidade luminosa. As concentrações de ficocianina e aloficocianina, em Nostoc CCLFM XXI, variaram com a intensidade luminosa, atingindo um máximo à 45 μmoles m-2 s-1, e mantendo-se constantes nas maiores intensidades. O pré-cultivo a 15 μmoles m-2 s-1 e exposição às baixas intensidades luminosas levou, em Nostoc CCLFM VIII e XXI a uma intensa diferenciação de acinetos, o que não ocorreu para Nostoc CCLFM I. Quando o pré-cultivo foi realizado a 75 μmoles m-2 s-1, observou-se, em Nostoc CCLFM I e VIII, filamentos com células menores que as células vegetativas, indicativo de diferenciação de hormogônios. Nostoc CCLFM XXI quando cultivado a 15 μmoles m-2 s-1 apresentou intenso padrão de diferenciação de acinetos, ao passo que o cultivo a 60 μmoles m-2 s-1 apresentou distintos padrões de diferenciação celular nas faixas de parada de produção de biomassa. Nas fases iniciais de cultivo houve predominância de hormogônios, e de acinetos nas fases intermediária e final da curva. Desta forma, há uma relação entre intensidade luminosa e diferenciação celular, sendo que as mais baixas levam à diferenciação de acineto. No entanto, em maiores intensidades, observase tanto diferenciação de hormogônios quanto de acinetos, sendo os primeiros observados na primeira parada de produção de biomassa e os acinetos nas faixas mais tardias de parada, indicando uma sequência na ocorrência destes processos relacionada à disponibilidade de energia luminosa adequada à fotossíntese.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:51:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 517056 bytes, checksum: 29070a0d8d4421b71f8bf632a8608739 (MD5) Previous issue date: 2010-09-20 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The use of micro-organisms as starter cultures may help in developing new products as well as improving quality and safety of food products. The aim of this study was to characterize isolates of coagulase negative staphylococci regarding their contribution the safety of a fermented meat product. Staphylocuccus spp. and Listeria spp. were grown in Nutritive Broth and BHI broth, respectively. Survival and inactivation of Staphylococcus spp. and Listeria spp. were evaluated in a laboratory model, Salami Broth. The inhibitory activity of cultures of Staphylococcus spp. on Listeria spp. was evaluated by agar diffusion assay and agar spot test. Acid production by Staphylococcus spp. was assessed by HPLC on culture supernatants. Italian salami was produced and inoculated with commercial starter culture and 106 CFU.g-1 S. pasteuri BIS 26 and, or 104 CFU.g-1 L. monocytogenes IP1-23 or L. innocua LMA 80. Staphylococcus spp. and Listeria spp. showed highest specific growth rates under aerobic conditions at 37 ° C. Staphylococcus spp. and Listeria spp. did not developed in salami broth under test conditions. No inhibitory activity was observed in culture supernatants of Staphylococcus spp. on Listeria spp., however, when cultivation was carried out on agar surface the diameter of inhibition zones ranged from 3 mm to 8 mm. HPLC analysis showed that lactic acid was in higher concentration as compared to other organic acids, with values between 0.2 and 0.4 % v/v. The final pH of the Italian type salami after 31 days of ripening ranged from 4.8 to 5.3. In the salami, the population of L. monocytogenes IP1-23 was reduced by about 5 log cycles when inoculated with the commercial starter culture and 2 log cycles when S. pasteuri BIS 26 was added. The difference between treatments indicates that L. monocytogenes IP1-23 was more sensitive than L. innocua LMA 80. However, results of in vitro assays showed that this is not always the case, recommending caution when using L. innocua as an indicator organism. / A utilização de micro-organismos como culturas starter pode contribuir para o desenvolvimento de novos produtos, para a melhoria da qualidade e da segurança dos produtos alimentícios. O objetivo deste estudo foi caracterizar isolados de Staphylococcus coagulase negativos quanto à sua possível contribuição para segurança de produto cárneo fermentado. O crescimento de Staphylocuccus spp. e Listeria spp. foi avaliado em caldo nutritivo e caldo BHI, respectivamente. A sobrevivência e inativação de Staphylococcus spp. e Listeria spp. foram avaliadas em um modelo laboratorial, caldo salame. A atividade de inibição de culturas de Staphylococcus spp. sobre Listeria spp. foi avaliada pelos métodos difusão em ágar e ágar “spot”. A análise da produção de ácidos em amostras de sobrenadantes de Staphylococcus spp. foi feita por HPLC. Salame tipo italiano foi produzido e inoculado com cultura starter comercial acrescida de 106 UFC.g-1 da cultura de Staphylococcus pasteuri BIS 26 e, ou 104 UFC.g-1 da cultura de Listeria monocytogenes IP1-23 ou Listeria innocua LMA 80. Staphylocuccus spp. e Listeria spp. apresentaram maiores velocidades específicas de crescimento em aerobiose na temperatura de 37 °C. Os isolados de Staphylococcus spp. e Listeria spp. não se desenvolveram no caldo salame, nas condições testadas. Não foi observada inibição do sobrenadante das culturas de Staphylococcus spp. sobre L. innocua e L. monocytogenes, entretanto, no cultivo em superfície, as médias dos diâmetro dos halos de inibição variaram de 3 mm a 8 mm. Na análise por HPLC, o ácido láctico foi o detectado em maior concentração, com valores entre 0,2 e 0,4 % v/v. O pH final dos salames tipo italiano após 31 dias de maturação variou entre 4,8 e 5,3. Nos salames, a população de L. monocytogenes IP1-23 foi reduzida em cerca de 5 ciclos logarítmicos quando inoculada juntamente com a cultura starter comercial enquanto no tratamento em que a cultura de S. pasteuri BIS 26 foi adicionada a redução foi de cerca de 2 ciclos log. A diferença observada entre os tratamentos indica que L. monocytogenes IP1-23 foi mais sensível que L. innocua LMA 80. No entanto, os resultados de ensaios in vitro mostraram que nem sempre isto ocorre, e deve-se ter cautela ao utilizar L. innocua como um organismo indicador.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:51:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 800491 bytes, checksum: 274cc18672a32ed45926e416e0de5305 (MD5) Previous issue date: 2011-02-15 / The homologue recombination in Kluyveromyces lactis is not the preferential way used as repair mechanism of DNA double strand, desirable in proteins expression construction dependent on gene-specific integration. In order to obtain K. lactis strains to recombinant protein expression efficient in homologue recombination way, KU80 gene was interrupted. The perfect running of non-homologue ends junctions (NHEJ) way depends on that gene and is responsible by exogenous DNA random integration in the host genome. KU80 gene deletion was made by Split-Marker. Two fragments were generated by PCR fusion, each one with a flanker sequence of KU80 coding region (5 and 3 ends) and part of geneticin resistance gene (KanMX). Deletion cassette resulting from in vivo recombination of two fragments had KanMX gene flanked by KU80 coding regions end sand was used for KU80 deletion by homologue recombination in the genome in two K. lactis strains, JA6 and HP108. The 3.7 Kb fragment obtained by PCR amplification with external primers to KU80 coding region confirmed deletion cassette integration in the target gene. Integration efficiency with Split-Marker resulting fragments was 100 %. pKLAC1 and pKLAC1/cStp vectors with streptavidin affinity domain by biotin were used to determine homologue recombination efficiency of KU80 (JA6ΔKU80 and HP108ΔKU80) mutant strains. Pectin lyase coding gene (plg1) from Penicillium griseoroseum was cloned in those vectors to evaluate the capacity of K. lactis strains to produce and secrete the recombinant protein. The transformation efficiency (transformants/μg of DNA) of mutants JA6ΔKU80 and HP108ΔKU80 with pKLAC1/Plg1 and pKLAC1/cStp-Plg1 vectors was higher than to parental strains JA6 and HP108. Target gene integration efficiency was 100 % in most strains, except to strains JA6/Plg1and HP108ΔKU80/Plg1 that showed an integration efficiency of 80 and 70 %, respectively. Although the high efficiency of specific-gene integration there was no pectin lyase (PL) or cStp-Plg1 secretion as expected for pKLAC1 vector. PL intracellular activity was significant when compared with parental strain HP108/Plg1, that presented specific activity of 9,525 U.mg-1 protein. / A recombinação homóloga em Kluyveromyces lactis não é a via preferencial usada como mecanismo de reparo de quebra de fita dupla de DNA, o que pode ser indesejado em construções de expressão de proteínas dependentes de integração gene-específico. Para obter linhagens de K. lactis hospedeiras para a expressão de proteínas recombinantes eficientes na via de recombinação homóloga realizou-se a mutação do gene KU80. Este gene é essencial para perfeito funcionamento da via de junções de extremidades não-homólogas (NHEJ), responsável pela integração aleatória do DNA exógeno no genoma hospedeiro. A deleção do gene KU80 foi feita utilizando a técnica Split-Marker. Dois fragmentos foram obtidos por fusão por PCR, cada um contendo uma sequência flanqueadora da região codificante do gene KU80 (extremidades 5 e 3 ) e uma parte do gene de resistência a geneticina (KanMX). O cassete de deleção resultante da recombinação in vivo dos dois fragmentos gerados continha o gene KanMX flanqueado pelas extremidades da região codificante do gene KU80, e foi utilizado para deleção do gene KU80 por recombinação homóloga no genoma de duas linhagens de K. lactis, JA6 e HP108. O fragmento de 3,7 Kb obtido por amplificação por PCR com oligonucleotídeos externos à região codificante do gene KU80 confirmou a integração do cassete de deleção no gene alvo. A eficiência de integração com os fragmentos resultantes do Split-Marker foi de 100 %. Os vetores pKLAC1, e pKLAC1/cStp contendo o domínio de afinidade da estreptavidina pela biotina, foram usados para determinar a eficiência de recombinação homóloga das linhagens mutantes KU80 (JA6ΔKU80 e HP108ΔKU80). O gene da pectina liase (plg1) de Penicillium griseoroseum foi clonado nesses vetores para avaliar a capacidade de linhagens de K. lactis em produzir e secretar a proteína recombinante. A eficiência de transformação (transformantes/μg de DNA) dos mutantes JA6ΔKU80 e HP108ΔKU80 com os vetores pKLAC1/Plg1 e pKLAC1/cStp-Plg1, foi superior à das linhagens parentais JA6 e HP108. A eficiência de integração no gene alvo foi de 100% para maioria das linhagens, com exceção das linhagens JA6/Plg1e HP108ΔKU80/Plg1 que apresentaram, respectivamente, eficiência de 80 e 70 % de integração geneespecífico. Apesar da eficiência de integração por recombinação homóloga, não houve secreção de PL e da fusão cStp-Plg1 como esperado ao se utilizar o vetor pKLAC1. A atividade intracelular de pectina liase (PL) só foi significativa em relação à parental para a cepa HP108/Plg1, que demonstrou atividade específica de 9,525 U.mg-1 proteína.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:51:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1207373 bytes, checksum: f279fd080120df1d02002fe650c0e5bf (MD5) Previous issue date: 2008-08-22 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The complexity and limited knowledge of the epiphytic and endophytic microbiota in coffee cherries, especially the unculturable ones, make it a challenging task the characterization of this microbiodiversity and its possible role as producers of precursors to compounds inherent to higher quality coffees. The present study was conducted to evaluate the diversity of endophytic bacteria in coffee cherries (Coffea arabica L.) from plantations located in North Zona da Mata, Minas Gerais, Brazil. Fragments of 16S rDNA were PCR-amplified using specific primers for the phyla Actinobacteria, Firmicutes, and Proteobacteria classes α, β and γ, using as template metagenomic DNA extracted from coffee cherries. Amplicons were evaluated by Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE) fingerprinting and also used to create a library of 16S rDNA clones. PCR-DGGE showed a variable genetic diversity profile in the DNA sample and revealed at least 38 Operational Taxonomic Units (OTU). PCR products sequenced showed that the endophytic bacterial community is composed, in addition to others, by representatives phylogenetically affiliated to the phyla Firmicutes and Proteobacteria, classes β and γ, for both cultivated and uncultivated microorganisms. The presence of endophytic bacteria belonging to Burkholderia and Klebsiela oxytoca is suggested based on the phylogenetic analyses of sequenced DNA fragments purified from the bands of the xviDGGE gels. A total of 50 clones of endophytic γ-Proteobacteria and 25 clones of endophytic Firmicutes from the 16S rDNA library were partially sequenced and identified. The result of sequence analyses showed three genera of Firmicutes among which 60% showed high identity with Bacillus, 8% with Staphylococcus, and 4% with Paenibacillus. Rarefaction and coverage analyses showed that the number of clones screened from the bacterial clone library was sufficient to reflect the diversity of endophytic Firmicutes in coffee cherries and that the number of unique sequence types sampled from this library approached the total number of unique sequences within the library. The populations of endophytic bacteria in coffee cherries are diverse and cover different phyla. In this study, for the first time, a library of 16S rDNA clones was constructed to access the diversity of endophytic bacteria in coffee cherries, both of culturable and unculturable microorganisms. The functional role of these bacteria in coffee cherries, as well as the genetic and functional diversity of other groups of microorganisms, is under investigation. The knowledge on this diversity is essential to determine the role of endophytic microorganisms in the production and interchange of precursors metabolites associated with the highest quality of the coffee beverage. Additionally, these studies will help the understanding of the physiological and genetic principles involved in the complex host-microorganism and microorganism-microorganism interactions. / A complexidade da microbiota epifítica e endofítica presente em frutos de café e o limitado conhecimento dos microrganismos, especialmente dos nãocultiváveis, dificultam a caracterização da microbiodiversidade e da possível atividade e contribuição dela para a formação de precursores de compostos que definem a qualidade superior da bebida do café. O presente estudo teve como objetivo avaliar a diversidade bacteriana endofítica associada aos frutos de café (Coffea arabica L.) coletados em fazenda localizada na Zona da Mata Norte de Minas Gerais, Brasil. Fragmentos de rDNAs 16S foram diretamente amplificados por Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) a partir de primers específicos para os filos Actinobacteria, Firmicutes e Proteobacteria pertencentes às classes α, β e γ, utilizando, como molde, DNA metagenômico extraído de frutos de café. Os amplicons foram submetidos à Eletroforese em Gel com Gradiente Desnaturante (DGGE) e utilizados para construção de bibliotecas de clones de rDNAs 16S. A PCR-DGGE mostrou variado perfil de diversidade genética na amostra de DNA, com a presença de pelo menos 38 Unidades Taxonômicas Operacionais (UTOs). Os produtos de PCR purificados e seqüenciados mostraram que a comunidade de bactérias endofíticas é composta, entre outros, por representantes relacionados filogeneticamente aos filos Firmicutes e Proteobacteria pertencentes às classes β e γ, dentre os quais se destacam microrganismos cultiváveis e não-cultiváveis. A presença de bactérias endofíticas pertencentes ao gênero Burkholderia e à espécie Klebsiela oxytoca é sugerida com base nas análises filogenéticas realizadas a partir do seqüenciamento de DNA obtido de bandas purificadas do gel de DGGE. Um total de 50 clones positivos da biblioteca de rDNAs 16S de γ-Proteobacteria endofíticas e 25 clones positivos da biblioteca de rDNAs 16S de Firmicutes endofíticos foram parcialmente seqüenciados e identificados. O resultado da análise das seqüências mostrou 3 gêneros de Firmicutes na biblioteca de rDNAs 16S, sendo que 60% mostraram alta identidade com Bacillus, 8% com Staphylococcus e 4% com Paenibacillus. Análises de rarefação e de cobertura mostraram que a biblioteca foi representativa e suficiente para refletir a diversidade de Firmicutes endofíticos de frutos de café e que a seqüência única detectada na amostra aproxima-se do número total de seqüências únicas dentro desta biblioteca. As populações de bactérias endofíticas presentes em frutos de café são diversas e compreendem diferentes filos. Neste estudo foi construída, pela primeira vez, uma biblioteca de clones de rDNAs 16S para acessar a diversidade de bactérias endofíticas, cultiváveis e não-cultiváveis, em frutos de café. O papel funcional dessas bactérias nos frutos de café, assim como a diversidade genética e funcional de outros grupos de microrganismos, continua sendo investigado. O conhecimento dessa diversidade é de fundamental importância para se determinar a participação destes microrganismos na produção e interconversão de metabólitos precursores daqueles que estão associados à qualidade superior da bebida do café. Adicionalmente, esses estudos podem auxiliar no entendimento dos princípios fisiológicos e genéticos envolvidos nas complexas interações microrganismo-hospedeiro e microrganismo-microrganismo.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:52:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 587076 bytes, checksum: d1ad8af5f243dc621caec98155378354 (MD5) Previous issue date: 2008-07-31 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In this work we have created an in silico system to address secretion of a desired protein among the genome data of Kluyveromyces lactis. The completed K. lactis genome sequencing has provided a tool to construct such a system. In order to explore a potential K. lactis extracellular secretome, four computational prediction algorithms have been applied: SignalP (presence or absence of an N-terminal signal peptide and clivage site), Phobius (transmembrane topology), big-PI Predictor (GPI modification site) and WolfPsort (subcellular addressing, including extracellular prediction). These algorithms have correctly predicted 95 yeast secreted proteins sought in public databases (NCBI, UNIProt and MIPS). They have also predicted as intracellular the same number (i.e. 95) of random sequences found in K. lactis database. The K. lactis database consists of 5327 sequences (http://cbi.labri.fr/Genolevures). When analyzed by SignalP 3.0, it has pointed out 698 putative proteins with N-terminal signal peptides. In this group, 260 were predicted by Phobius to have no transmembrane domains and 236 were found by the big-PI Predictor to have no GPI modifications site. Finally, the predicted K. lactis secretome was estimated to consist of up to 101 sequences by WolfPSORT which eliminates proteins with subcellular targeting. In order to validate theses analysis, both groups of predicted and annotated extracellular proteins were compared by Hotelling s T2 test. The analysis has shown no differences between the mean values of these two groups. The physiological significance of those potential extracellular proteins was similarly investigated by analyzing the relationship between the S. cerevisiae transcriptional regulators ortologues in K. lactis and the putative promoters (i.e. 1 KB upstream) of those extracellular proteins. It was applied the methodology proposed by Yeastract which search for elements such as binding sites that indicates associations between transcriptional factor and target genes. The physiological condition favoring protein expression in extracellular medium was obtained by searching Gene Ontology (http://www.geneontology.org). It has been shown that most of the transcriptional regulators of K. lactis extracellular proteins are related to stress response, especially presence of drugs into the medium. Also pH stress and limiting nitrogen can induce the extracellular proteins. / O banco de dados da Kluyveromyces lactis constituído de 5327 seqüências de proteínas (http://cbi.labri.fr/Genolevures) foi submetido a quatro algoritmos de predição para identificar o potencial secretome extracelular. O primeiro,SignalP v3 (http://www.cbs.dtu.dk/services/SignalP-3.0), que identifica a presença de peptideo sinal na porção N-terminal e o sítio de clivagem da peptidase sinalagrupou 698 proteínas.Deste grupo, o Phobius(http://phobius.sbc.su.se), que prevê a topologia de domínios transmembranas a partir das sequencias primárias, indicou 260 sem domínios transmembranas.Outros dois algoritmos, big-PI predictor(http://mendel.imp.ac.at/gpi/gpi_server.html),capaz reconhecer marcas de de ancoras GPI (Glicosilfosfatidilinositol) e WoLF PSORT(http://www.genscript.com/psort/wolf_psort.html)capaz de identificar assinaturas para a localização em compartimentos subcelulares apontaram 236 proteínas sem ancoras GPI e 101 endereçadas ao meio extracelular. Como controle positivo, os mesmos algoritmos foram testados e predisseram corretamente 95 proteínas de leveduras Saccharomycetes encontradas nos bancos de dados públicos (NCBI e UNIProt) e anotadas como extracelulares. Como controle negativo foram preditas como intracelular 95 seqüências aleatórias do banco de dados da K. lactis. O grupo controle positivo e o grupo predito foram comparados pelo teste estatístico T2 de Hotelling. Não foram evidenciadas diferenças significativas entre os valores das médias dos grupos.A condição fisiológicana qual estas proteínas extracelulares são expressas foi analisada relacionando suas seqüências promotoras com os fatores transcricionais ortólogos da Saccharomyces cerevisiae. A metodologia aplicada foi o "Yeastract" (http://www.yeastract.com) que localiza sítios de ligação ao DNA dos fatores transcricionais de S. cerevisiaenas seqüências promotoras dos ORFs das proteínas preditas como extracelulares. A condição fisiológica que favorece a expressão para o meio extracelular foi obtida pela pesquisa dos termos descritos pelo "Gene Ontology"(http://www.geneontology.org). Os fatores transcricionais que mais se relacionam com as seqüências preditas foram aqueles associados com resposta a estresse. Também foi indicado que o estresse ácido e limitação de nitrogênio (aminoácidos) exercem influência na expressão das proteínas extracelulares.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:52:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1210492 bytes, checksum: 9b50652b8d6d51ccdb4063535bd8ec12 (MD5) Previous issue date: 2006-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Streptavidin has been exploited as affinity tag to isolate protein in biotinilated columns. Recombinant Pichia pastoris KM71/Stp strains containing the streptavidin core gene were cultured in fed-batch generating 150 g L-1 biomass. This biomass was achieved with a simpler and shorter process that has never been reported. The yeast was pre-cultured into 50 mL minimum medium with glycerol as only carbon source at 25ºC and 250 rpm. After 12 hours incubation, the culture was transferred to a bioreactor with 200 mL of the same initial A600 0,2. After 24 hours incubation the culture was fed-batch with glycerol and basal salts medium to reach 400 mL. The glycerol concentration of 2.0 moles. L-1 combined with a flow of 0.11 mL. min-1 and aeration by air injection dispersed with a porous stone and magnetic stirring of 500 rpm were the set of conditions to yield maximum biomass. The streptavidin concentration at the supernatant of the free cell culture at 96 hours, the maximum induction period, has achieved 4.0 g. L-1, reducing to 3.2 and 0.87 g. L-1 with two reutilizations. At the same time period the immobilized culture yield 75 %, 50 % and 80% less at the first, second and third culture utilization, respectively. The immobilization and recycling of recombinant P. pastoris biomass can prove to be a potential strategy to improve volumetric productivity. / Com o intuito de utilizar estreptavidina como alvo para isolar proteínas de interesse numa coluna biotinilada, P. pastoris KM71 recombinante contendo o gene do core da estreptavidina, foi cultivada em regime de batelada alimentada na fase de produção de biomassa, alcançando uma concentração de 150 g L-1. Essa biomassa foi alcançada com um novo protocolo, que além de reduzir os passos, introduziu um aparato simples, mas eficiente de dispersão de ar. Um reator com capacidade para 1 L, com 200 mL de meio mínimo com glicerol, foi inoculado com uma pré-cultura para uma A600 inicial de 0,2. Após 24 horas de incubação, a 25 ºC, 500 rpm e injeção e dispersão de ar através de pedra porosa, a alimentação foi iniciada com meio de sais basais e glicerol até atingir um volume de 400 mL. A concentração de 2,0 moles L-1 de glicerol e fluxo de 0,11 mL min-1 utilizados na alimentação, permitiram obter máxima biomassa. Na fase de indução de estreptavidina, foi estudada a reutilização da biomassa na produção de estreptavidina em duas condições: livres em suspensão e imobilizadas em partículas de alginato de cálcio. Em ambos os casos a proteína produzida apresentou-se biologicamente funcional, exibindo ligação esperada à biotina. A concentração de estreptavidina no sobrenadante da cultura de células livres no período de máxima indução (96 horas) atingiu 4,0 g L-1, reduzindo para 3,2 e 0,87 g L-1 respectivamente em duas reutilizações. Quando comparada às concentrações de estreptavidina obtidas pelas células livres em cada utilização, a imobilização resultou na produção de 75% na primeira utilização, 50% na segunda, mas alcançando quase 80% na terceira utilização. A imobilização e a reutilização da biomassa de P. pastoris recombinante ainda não haviam sido reportadas e a produção de estreptavidina nessas condições demonstrou ser uma técnica em potencial.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:52:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 445645 bytes, checksum: f448d5a3c851f1c181e95a80994ffb89 (MD5) Previous issue date: 2007-03-16 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / In order to investigate the stress condition imposed by nitrogen limitation on kinetic of growth and aging of Kluyveromyces lactis, the kinetics constants of K. lactis culture as function of ammonium sulfate concentration were determined. The effect of aging of the culture on its specific initial growth rate was evaluated. Signals of aging such as cell wall chitin concentration and apoptosis markers were analyzed as function of growth rate on continuous culture. K. lactis was cultured in buffered YCB medium supplemented with ammonium sulfate at concentrations of 0.02 to 38.0 mmol.L-1. The growth kinetic followed the model proposed by Monod. The maximum specific growth rate (µmax) and saturation constant (Ks) were 0.44 h-1 and 0.15 mmol.L-1, respectively. The initial specific growth rates decrease as the aging of the culture increases. The cell wall chitin concentration increased with the ammonium concentrate and the aging of the cultures. The cell dimensions raised with aging in all the ammonium sulfate concentration analyzed. Apoptosis markers were only observed in the older cultures, after five days of recycling of the culture on the concentrations of 0.57 mmol.L-1, 3.80 mmol.L-1 and 7.60 mmol.L-1 and after eight days on the concentrations 38.0 mmol.L-1 of ammonium sulfate. Aging signals were investigated at K. lactis cells growing in nitrogen limiting continuous culture at growth rate 0.01, 0.06, 0.18 and 0.35 h-1. Chitin concentration of cell wall of cells growing at 0.01 h-1 and 0.06 h-1 was higher (27µg.mL-1 N-acetylglucosamine and 20µg.mL-1 N-acetylglucosamine) than of cells growing at 0.18 h-1 and 0.35 h-1 (6µg.mL-1 and 5µg.mL-1, respectively). The dimensions of K. lactis cells were largest on the growth rate of 0.01 h-1. It was detected apoptosis markers on the continuous culture under the nitrogen limiting growth rate of 0.01 h-1. The results demonstrate that nitrogen limitation and aging affect growth kinetic and suggest that nitrogen limiteted continuous culture conducted at growth rate 0.01 h-1 can still proven useful to investigate aging response of Kluyveromyces lactis. / Para investigar o estresse imposto por condições limitantes de nitrogênio na cinética de crescimento e na longevidade de culturas de Kluyveromyces lactis, determinaram-se as constantes cinéticas do crescimento de culturas de K. lactis em função da concentração de sulfato de amônio, avaliou-se o efeito da idade das culturas na velocidade específica inicial de crescimento e averiguaram-se os sinais de envelhecimento celular em função de diferentes velocidades de crescimento de culturas conduzidas em regime contínuo sob limitação por nitrogênio. Culturas de K. lactis foram cultivadas em meio YCB tamponado acrescido de sulfato de amônio, nas concentrações 0,02 a 38,0 mmol.L-1. A cinética de crescimento de K. lactis em função da concentração de sulfato de amônio, obedeceu o modelo cinético proposto por Monod. A velocidade específica máxima de crescimento (μmáx.) e a constante de saturação (Ks) foram de 0,44 h-1 e 0,15 mmol.L-1, respectivamente. A velocidade específica inicial de crescimento reduziu com a idade da cultura. Concentrações de quitina na parede celular aumentaram com a idade da cultura e com a concentração de sulfato de amônio. Dimensões celulares aumentaram com a idade independente da concentração de sulfato de amônio. A presença de características morfológicas de apoptose foi verificada a partir do quinto dia de transferência da cultura para meio novo nas concentrações de 0,57 mmol.L-1, 3,80 mmol.L-1, 7,60 mmol.L-1 e a partir do oitavo dia de repicagem na concentração de 38,0 mmol.L-1 de [NH4]2SO4. Culturas contínuas sob estresse por nitrogênio foram conduzidas nas velocidades de crescimento de 0,01, 0,06; 0,18 e 0,35 h-1. Culturas com velocidades de crescimento de 0,18 e 0,35 h-1 produziram maior rendimento em etanol e menor rendimento em glicerol. A concentração de quitina na parede celular de culturas de K. lactis conduzidas nas velocidades de crescimento de 0,01 h-1 e 0,06 h-1 foi maior (27 mg.mL-1 e 20 mg.mL-1 de N-acetilglicosamina) comparada com as culturas conduzidas nas velocidades de crescimento de 0,18 h-1 e 0,35 h-1, que apresentaram 6 μg.mL-1 e 5 μg.mL-1 de N-acetilglicosamina, respectivamente. As dimensões das células de K. lactis foram maiores na cultura conduzida com velocidade de crescimento de 0,01 h-1, se comparada com as demais velocidades de crescimento avaliadas: 0,06; 0,18 e 0,35 h-1. Apesar desses sinais de envelhecimento terem sido detectados, características morfológicas de apoptose só foram identificadas nas culturas de K. lactis conduzidas na velocidade de crescimento de 0,01 h-1. Os resultados mostraram que o estresse por nitrogênio e a idade afetam a cinética de crescimento de culturas de K. lactis e sugerem que culturas contínuas de Kluyveromyces lactis sob condições nitrogênio limitantes conduzidas com velocidade de crescimento correspondente a 0,01 h-1 podem ser úteis em estudos sobre sinais de envelhecimento celular.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:02:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AdrieleNBS.pdf: 991262 bytes, checksum: 88abd567586e81bf3d057a2e257bf611 (MD5) Previous issue date: 2006-12-15 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The larval instars, seasonal occurrence and environmental factors influence on Psaroniocompsa incrustata (Lutz, 1910) (Diptera: Simuliidae) immature were studied according to its physical and chemical aspects of breeding water. Four collects were made at vegetal substrate from margin, middle and floating on the Pium river, city of N?sia Floresta, state of Rio Grande do Norte, Brazil at dry and wet season. Some of larval characters were used to determinate the larval instars number like lateral length of cephalic capsulae, antennae and the distance among cephalic apodema, as well as pH, water temperature, width, depth, stream velocity, discharge and pluviometric precipitation were used for physical factors. Seven larval instars were determined for this P. incrustata community being the lateral length of cephalic capsulae as the best structure with this meaning propose. The seasonality immature abundance of this species were found in dry season and a positive correlation with pH, stream velocity and precipitation / A esp?cie Psaroniocompsa incrustata (Lutz, 1910) (Diptera: Simuliidae) foi estudada quanto ao n?mero de est?dios larvais, ocorr?ncia sazonal e a influ?ncia dos fatores ambientais sobre os imaturos, com a caracteriza??o f?sica e qu?mica da ?gua do criadouro. A pesquisa em campo foi realizada no rio Pium, munic?pio de N?sia Floresta, estado do Rio Grande do Norte, Brasil. Para per?odos distintos (chuva / seca) ocorreram quatro coletas. As coletas dos imaturos de P. incrustata foram feitas diretamente do substrato vegetal localizados ?s margens, no leito e ? deriva do rio. Para a determina??o dos est?dios larvais foram mensurados o comprimento lateral da c?psula cef?lica, da antena e da dist?ncia entre os ap?demas cef?licos. Foram registrados: pH, temperatura da ?gua, largura, profundidade, velocidade, vaz?o e precipita??o pluviom?trica. Sete est?dios larvais foram determinados para esta popula??o de P. incrustata, sendo o comprimento lateral da c?psula cef?lica a estrutura que melhor delimitou os est?dios. A abund?ncia dos imaturos de P. incrustata variou sazonalmente, encontrando-se em maior quantidade no per?odo de seca, correlacionando-se de forma significativa com o pH, velocidade da ?gua e precipita??o pluviom?trica

O desenvolvimento de tecnologias para a obtenção de energias renováveis tem recebido crescente atenção nos dias atuais. Células a combustível microbianas (CCMs) são dispositivos bioeletroquímicos que utilizam microrganismos sob condições anaeróbicas para catalisar reações redox em compostos orgânicos visando geração de energia elétrica. Pesquisas recentes estão voltadas para otimizar o desempenho e a eficiência das CCMs. Um dos desafios é a necessidade de se testar novos materiais condutores como eletrodos visando aumentar o potencial elétrico destes dispositivos. O polipirrol é um polímero orgânico condutor que possui boa condutividade elétrica, elevada área superficial, biocompatibilidade e baixo custo. Neste trabalho foi construída uma CCM de dupla câmara para a geração de energia elétrica a partir da degradação de glucose por Escherichia coli. Foram avaliados 2 tipos de eletrodos: um de grafite, normalmente utilizado em estudos com CCMs, outro de grafite modificado pela eletrodeposição de polipirrol, obtido após síntese. A diferença de potencial foi verificada utilizando um multímetro data logger ligado em série com a CCM e conectado a um computador para a aquisição de dados em tempo real. Para avaliação da formação de biofilme na superfície dos eletrodos foi utilizada a técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV). As CCMs apresentaram valores de densidade de potência que variaram entre 15 mW.m-2, no experimento com eletrodo de grafite e 20 mW.m-2, obtida no experimento utilizando eletrodo de grafite com polipirrol. Com a modificação da superfície de um eletrodo de grafite pela adição do polipirrol foi possível observar um incremento de atividade elétrica e aumento de área superficial do eletrodo. Em termos da eficiência da célula foi possível observar um acréscimo em termos de eficiência coulombica no sistema contendo polipirrol (17,18%) em relação ao sistema que não possuía (7,31%), o que representa um melhor aproveitamento dos elétrons do substrato que podem de fato ser convertidos em energia elétrica. Portanto, foi mostrado que o eletrodo de grafite modificado pela eletrodeposição de polipirrol pode ser uma alternativa viável e proveitosa para uso em CCMs. / The development of technologies to obtain renewable energy has received increasing attention nowadays. Microbial fuel cells (MFC) are chemical devices that uses microorganisms under anaerobic conditions to catalyze redox reactions in organic compounds for electricity generation. Recent research is focused to optimize the performance and efficiency of MFCs. One challenge is the need to test new conductive materials as electrodes in order to increase the electric potential in these devices. Polypyrrole is a conductive organic polymer which presents good electrical conductivity, high surface area, low cost and also biocompatibility. In this work, a double chamber MFC was built to generate electricity from glucose degradation by Escherichia coli. We assessed two types of electrodes: a graphite one, normally used in studies with MFCs, and graphite modified by electrodeposition of polypyrrole, obtained after synthesis. The potential difference was recorded using a data logger multimeter connected in series with the MFC and connected to a computer to obtain data in real time. For evaluation of biofilm formation on the surface of the electrodes scanning electron microscopy (SEM) was carried out. The MFCs had power density values ranging from 15 MW.m-2, in the experiment using graphite electrode 20 and MW.m-2 in the experiment using graphite electrode with polypyrrole. By the modification of the graphite surface with polypyrrole it was observed an increase in electrical activity and increased surface area of the electrode. In terms of cell efficiency, it was possible to observe an increased coulombic efficiency in the system containing polypyrrole (17.18%) compared with the system that lacked (7.31%), representing an improvement in flow of electrons from the substrate that can be converted into electricity. Therefore, it was shown in this work that the graphite electrode modified by electrodeposition of polypyrrole can be a viable and profitable alternative for use in MCC.