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Os processos anaeróbios têm sido recentemente adotados como unidades principais em sistemas de tratamento de efluentes, em virtude das inúmeras vantagens que apresentam. Este trabalho de pesquisa, no entanto, visa possibilitar a obtenção de fonte de carbono prontamente degradável a partir de uma das primeiras aplicações da biotecnologia anaeróbia: a digestão de lodo. A partir de um digestor hidrolítico e acidogênico de lodo primário foi possível a obtenção de efluentes com altas concentrações de DQO solúvel (da ordem de 4.000 mg/L) e ácidos graxos voláteis – AGV – (da ordem de 600 mg/L). Porém, foi necessária a aplicação de um processo de troca iônica para a remoção das altas concentrações de 'NH IND.4'POT.+' (da ordem de 480 mg/L) no efluente do DHL. A utilização de zeólitas – minerais de silício e alumínio – permitiu a remoção de íons amônio, através de experimentos em bateladas e colunas. As capacidades de adsorção de 'NH IND.4'POT.+' por massa de zeólitas atingidas foram de 8,0 mg 'NH IND.4'POT.+'/g. Adicionalmente, foi realizado o estudo da regeneração do mineral, através de processo biológico de nitrificação e posterior aplicação do mineral regenerado para remoção de 'NH IND.4'POT.+'. O processo resultou na obtenção de minerais com capacidades próximas às atingidas por amostras de zeólitas virgens. Além de restaurar grande parte da capacidade inicial de troca iônica do mineral (87% da capacidade inicial), o processo de regeneração biológica permite a obtenção de efluente com altas concentrações de nitrato (da ordem de 400 mg/L), podendo ser aproveitado para correção de solos com deficiência deste nutriente. O processo como um todo envolve conceitos de sustentabilidade aplicada aos sistemas de tratamento de efluentes, pois promove a utilização de subproduto de estações de tratamento, bem como a reutilização do mineral aplicado no processo de troca iônica. / Anaerobic processes have recently been widely adopted as core units in sewage treatment systems, due to several advantages inherent in these processes. However, this research aims at the acquisition of readily degradable carbon source by means of a primary application of anaerobic biotechnology: the sludge digestion. The use of a hidrolitic and acidogenic digester of primary sludge made it possible to achieve high concentrations for soluble COD (around 4.000 mg/L) and volatile fatty acids – VFA - (around 600 mg/L). Along with high concentrations of soluble COD and VFA, the effluent of the hidrolitic and acidogenic digester also presented undesirable significant amount of ammonium (480 mg 'NH IND.4'POT.+'/L), which was removed by the application of ion-exchange process. Natural zeolites were employed as the cation exchanger, achieving values of 8.0 mg 'NH IND.4'POT.+'/g for ammonium removal per unit mass of zeolite. The zeolite saturated with 'NH IND.4'POT.+' ions was biologically regenerated by nitrifying sludge. Regenerated zeolite samples were then reused for ammonium removal and presented removal capacities close to the ones achieved by fresh samples. The whole process (primary sludge digestion followed by ion-exchange process for ammonium removal and biological regeneration of saturated zeolite samples) comprises several sustainability concepts, as it promotes, concomitantly, primary sludge pre-digestion and the reutilization of the zeolite employed as cation exchanger for 'NH IND.4'POT.+' ions removal. In addition to partially recovering original exchange capacity (87% of original capacity), biological regeneration of saturated zeolite also produced, as effluent, highly nitrate concentrated solution (around 400 mg/L), which could be used as nitrogen source for soil enrichment.

O fragmento de anticorpo scFv foi expresso pela levedura Pichia pastoris recombinante utilizando o promotor AOX1, em presença de metanol, como fonte de carbono e como modelo de expressão. Este anticorpo é considerado uma possível alternativa para o diagnóstico e tratamento da aterosclerose. Foi realizado um estudo inicial da produção do fragmento de anticorpo e do crescimento da levedura com dois bancos de trabalho diferentes, variando a fonte de carbono (glicose e glicerol). Os resultados obtidos demonstraram que as máximas concentrações celulares e a maior produção de anticorpo foram atingidas com o estoque de trabalho mantido com glicerol como fonte de carbono e de preservação. Posteriormente, foi realizado um estudo em shaker e biorreator a partir de um planejamento fatorial completo 23 em que se estudaram as variáveis tempo de indução (24, 28 e 32 horas), temperatura de indução (10, 20 e 30°C), e concentração de indutor (metanol 0,5, 1,0 e 1,5%) sobre a variável resposta produção do fragmento de anticorpo. A única variável que apresentou efeito estatisticamente significativo, com nível de confiança de 95%, foi a concentração de indutor para os dois sistemas de produção. As melhores produções de fragmento de anticorpo foram de 27,8 mg/L em shaker e de 41,3 mg/L em biorreactor. O terceiro estudo consistiu em avaliar a produção do fragmento de anticorpo em shaker pela levedura em distintas fontes de carbono (sacarose, glicerol, glicose e sacarose/glicose 50%). Neste estudo a analise de ANOVA não apresentou diferenças estatísticas significativas. Foi realizado um estudo para melhorar a quantificação do fragmento de anticorpo visando diminuir o número de etapas para evitar perdas no processo. Após obter um novo protocolo para a quantificação, realizou-se um novo estudo para avaliar a produção com as diferentes fontes de carbono. Com a analise dos resultados observou-se que todas as fontes de carbono apresentaram efeitos estatisticamente significativos, sendo que com a sacarose se obteve a maior produção com 93,7 mg/L do fragmento de anticorpo. Estes resultados foram comparados e analisados com observações realizadas ao microscópio da levedura, que demonstraram que a melhor produção de anticorpo foi obtida no momento que a levedura apresentava diâmetros menores que 0,895 µm. Seguidamente foi realizado um estudo para determinar fontes alternativas de carbono e nitrogênio (farelo de arroz e farelo de trigo) para produzir o fragmento de anticorpo, em substituição de subtratos como peptona de caseína e casaminoacidos, a maior produção obtida neste caso foi de 27,9 mg/L quando foi trocado o casaminoacidos pelo farelo de trigo. Finalmente foi avaliado o efeito do kLa no crescimento da levedura e a produção do fragmento de anticorpo scFv, os resultados demonstraram que a melhor condição para o crescimento da levedura foi com kLa 96,12 h-1, por outro lado a melhor condição para a produção do fragmento de anticorpo foi de 12,24 h-1 com relação a produção final de 8,12 mg/L de anticorpo/ g/L de célula. / The scFv antibody fragment was expressed in the recombinant yeast Pichia pastoris by using AOX1 promoter, in the presence of methanol, as carbon source and as a model for expression. This antibody is considered as a possible alternative for the diagnosis and treatment of atherosclerosis. An initial study was conducted in the production of the antibody fragment and the growth of yeast with two different work benches, varying the carbon source (glucose and glycerol). The results showed that the maximum cell concentrations, and the best production of antibody, were achieved with maintained working stock with glycerol as carbon source and preservation. Subsequently, a study was conducted in shaker and bioreactor, from a 23 complete factorial design, in which the variables studied were time induction (24, 28 and 32 hours), temperature induction (10, 20 and 30°C), and concentration of the inducer (methanol 0.5, 1.0 and 1.5%) on the response variable production of the antibody fragment. The only variable that had a statistically significant effect, with a confidence level of 95%, was the inducer concentration for the two production systems. The best yields of the antibody fragment were of 27.8 mg/L for the shaker and 41.3 mg/L for the bioreactor. The third study was to assess the production of antibody fragment into the shaker with the yeast at different carbon sources (sucrose, glycerol, glucose and sucrose/glucose 50%). In this study, the ANOVA analysis did not show statistically significant differences. We conducted planning to improve the quantification of antibody fragment in order to decrease the number of steps to avoid losses in the process. After getting a new protocol for the quantification, we carried out a new study to evaluate the production with different carbon sources. The analysis of the results showed that all carbon sources showed statistically significant effects, among which sucrose obtained the highest yield 93.7 mg/L of antibody fragment. These results were compared and analyzed through a microscope, in which with the observations of the yeast showed that the best antibody production was obtained when the yeast had sizes smaller than 0.895 microns. Next, a study was conducted to determine alternative sources of carbon and nitrogen (rice bran and wheat bran) to produce the antibody fragment in place of casein peptone and casaminoacids as substrates. The highest yield obtained in this case was 27.9 mg/L, when casamino was replaced by the wheat bran. Finally, we evaluated the effect of kLa in yeast growth and production of the antibody fragment scFv, the results showed that the best condition for the growth of the yeast was 96.12 h-1, on the other hand, the best condition for the production antibody fragment was 12.24 h-1 with a final relation yield of 8.12 mg/L antibody/g/L cell.

A crescente demanda por energia e a necessidade de promover o desenvolvimento sustentável colocam em foco os combustíveis renováveis. Dentro de biocombustíveis, os 2G ou segunda geração, têm como objetivo a utilização da energia contida na biomassa vegetal. Muitos microorganismos são capazes de excretar enzimas que quebram a lignocelulose, o principal componente das paredes celulares da planta, em açúcares fermentáveis. Os objetivos deste trabalho foram selecionar fungos filamentosos que produzem enzimas que degradam a biomassa e otimizar suas condições de cultivo. Quatro isolados e duas linhagems padrão foram testadas para a produção de celulases e identificadas pelo sequencimaneto da região ITS (Internal Transcribed Spacer). Após a caracterização inicial, três linhagens foram selecionadas e testadas em diferentes fontes de nitrogênio e carbono, e agentes tamponantes, visando o cultivo ótimo para cada delas. As condições ideais foram escolhidas com base em critérios de atividade enzimática, proteínas totais liberadas e pH. Após o estabelecimento das condições ótimas, os sobrenadantes das culturas foram liofilizados e o teor de proteínas determinado. O mesmo extrato foi testado quanto à FPA (Filter Paper Activity), atividades de β-glicosidase e xilanases, e quanto sua capacidade hidrolitica na biomassa pré-tratada. As linhagens selecionadas foram identificadas como Phanerochaete chrysosporium (F88), Aspergillus brasiliensis (F811) e a linhagem padrão Trichoderma reesei QM9414. A melhor combinação de fontes de nitrogênio foi a razão 4:3:3; 5:3:2 e 6:3:1 (sulfato de amónio, ureia e extrato de levedura) para F88, F811 e T. reesei, respectivamente. O ácido cítrico foi selecionado como agente tamponante para F88 e T. reesei, e PIPES para F811. Bagaço pré-tratado por explosão a vapor (BPT), como fonte de carbono, foi o melhor para induzir a produção de celulases e xilanases por F88 e F811, enquanto, Solka-Floc® foi a melhor para T. reesei. As atividades de β-glicosidase e xilanase foram maiores em F811 do que para T. reesei. No entanto, para FPA, T. reesei apresentou o melhor rendimento. Nos ensaios de hidrólise, as conversões de glicana e xilana foram semelhantes para ambas as linhagens, mesmo havendo acúmulo de celobiose no ensaio de T. reesei. Comparando os dados obtidos para ambas linhagens, uma selvagem e outra que é considerada referência industrial, F811 se mostrou promissor para a produção de enzimas hidrolíticas e como consequência, a habilidade em transformar a biomassa em açúcares fermentáveis. / The increasing demand for energy and the necessity to promote sustainable development has focused on renewable fuels. Within the available biofuels, 2G or second generation, has the aim of releasing the energy contained in plant biomass. Many microorganisms are able to secret enzymes capable of breaking down lignocellulose, the main component of plant cell walls, into fermentable sugars. The objectives of this project was to select filamentous fungi that produce enzymes that degrade biomass and optimize the growth conditions for them. Four isolates and two standards strains were tested for the production of cellulases and identified by ITS (Internal Transcribed Spacer) sequencing. After initial characterization, three strains were selected and tested in different sources of nitrogen and carbon, and buffering agents for optimal growth. The ideal conditions were chosen based on the criteria of enzymatic activity, total proteins released and pH. After the ideal condition for each strain were established, cell free extracts from each culture were lyophilized and the total protein content determined. This extract was tested for FPA (Filter Paper Activity), β- glucosidase and xylanase activity and the hydrolysis assays were carried out using pretreated biomass. The selected strains were identified as Phanerochaete chrysosporium (F88), Aspergillus brasiliensis (F811) and the standard strain Trichoderma reesei QM9414. The best combination of nitrogen sources was the ratio 4:3:3; 5:3:2 and 6:3:1 (ammonium sulfate, urea and yeast extract) for F88, F811 and T. reesei, respectively. Citric acid was selected as buffering agent for F88 and T. reesei, and PIPES for F811. Steam exploded bagasse, as a carbon source, was the best to induce the cellulase and xylanase production for F88 e F811, while, Solka-floc® was better for T. reesei. The activities of β-glucosidase and xylanase were higher for F811 than for T. reesei. However, for FPA, T. reesei showed the best yield. In the hydrolysis assays, conversions of glucan and xylan were similar for both strains, even though there was an accumulation of celobiose in the T. reesei\'s assay. Comparing the data obteined for both strains, a wild type and an industrial reference, F811 showed as a promising strain to produce hydrolytic enzymes and as consequence, break down biomass into fermentable sugars.

Os fungos filamentosos acionam mecanismos eficientes para sobrevivência nas diferentes condições ambientais e modulam, por exemplo, a produção de proteínas. A abordagem proteômica tem sido utilizada com sucesso para investigar os mecanismos fisiológicos envolvidos nas adaptações metabólicas desses microrganismos, frente às mudanças de parâmetros físicos e químicos do meio extracelular. No presente trabalho foi avaliado o efeito das variações de pH, fontes de carbono e nitrogênio (aminoácidos e fontes complexas) sobre a produção de peptidases e sobre o proteoma intra- e extracelular do fungo Aspergillus niveus em bioprocessos submersos. As atividades proteolíticas foram avaliadas durante 96 h de cultivo e as melhores induções, entre os estudos comparativos, foram observadas em pH 6, xilose, cisteína e farinha de pena. O efeito dessas variações sobre o proteoma de A. niveus foi avaliado em 96 h de cultivo submerso e, para isso, foram realizados estudos proteômicos nos quais os conteúdos proteicos foram avaliados por eletroforese bidimensional (2-DE); e os spots proteicos selecionados foram identificados por espectrometria de massas (MALDI-TOF/TOF-MS/MS). As proteínas apresentadas no estudo demonstram que as variações de pH, fontes de carbono e nitrogênio influenciaram as proteínas intra- e extracelulares de A. niveus. Os perfis de proteínas mostram que os parâmetros avaliados foram capazes de influenciar a síntese ou degradação de polímeros biológicos e a resposta aos efeitos químicos e/ou disponibilidade de nutrientes do meio extracelular modularam proteínas envolvidas em diversas rotas metabólicas. Além disso, a suplementação com fontes de nitrogênio orgânicas promoveram a indução de enzimas com potencial biotecnológico para aplicação industrial, o que reforça a importância dos estudos proteômicos para a determinação do comportamento de fungos filamentosos frente às condições ambientais / The filamentous fungi activate efficient mechanisms to survive in different environment conditions and protein production modulation may be a tool of these survival adaptation. Proteomic approach has been used as methodology to investigate physiological processes related to these microorganism adaptation after chemical and physical changes in extracelullar medium. In this study, the influence of pH variation, carbon and nitrogen sources (amino acid and complex sources) was analyzed on protease production and in intra- and extracellular proteomics of filamentous fungus Aspergillus niveus during submerged bioprocess. The proteolytic activities were evaluated for 96 hours of incubation and as the best indutors among those studied, there were proteases in pH 6, xylose, cystein and feather meal conditions. The variation effects over A. niveus proteome 96 hours submerged bioprocess was analyzed, the protein contents was separated, evaluated and identified by bidimensional electrophoresys followed by mass spectometry (MALDI-TOF/TOFMS/ MS). The identified proteins showed that bioprocess condition variations could influence on intra- and extracelullar proteins of A. niveus. The protein profiles presented a modulation on synthesis and degradation of biological polymers, and on proteins from metabolic pathway in response to chemical effects and/or extracellular nutrient available. Moreover, the supplementaiton with nitrogen sources promoted the production of enzymes with biotechnological potential on industrial application, highlighting the importance of proteomics to determine the filamentous fungus behavior under environment changes.

A crescente demanda por energia e a necessidade de promover o desenvolvimento sustentável colocam em foco os combustíveis renováveis. Dentro de biocombustíveis, os 2G ou segunda geração, têm como objetivo a utilização da energia contida na biomassa vegetal. Muitos microorganismos são capazes de excretar enzimas que quebram a lignocelulose, o principal componente das paredes celulares da planta, em açúcares fermentáveis. Os objetivos deste trabalho foram selecionar fungos filamentosos que produzem enzimas que degradam a biomassa e otimizar suas condições de cultivo. Quatro isolados e duas linhagems padrão foram testadas para a produção de celulases e identificadas pelo sequencimaneto da região ITS (Internal Transcribed Spacer). Após a caracterização inicial, três linhagens foram selecionadas e testadas em diferentes fontes de nitrogênio e carbono, e agentes tamponantes, visando o cultivo ótimo para cada delas. As condições ideais foram escolhidas com base em critérios de atividade enzimática, proteínas totais liberadas e pH. Após o estabelecimento das condições ótimas, os sobrenadantes das culturas foram liofilizados e o teor de proteínas determinado. O mesmo extrato foi testado quanto à FPA (Filter Paper Activity), atividades de β-glicosidase e xilanases, e quanto sua capacidade hidrolitica na biomassa pré-tratada. As linhagens selecionadas foram identificadas como Phanerochaete chrysosporium (F88), Aspergillus brasiliensis (F811) e a linhagem padrão Trichoderma reesei QM9414. A melhor combinação de fontes de nitrogênio foi a razão 4:3:3; 5:3:2 e 6:3:1 (sulfato de amónio, ureia e extrato de levedura) para F88, F811 e T. reesei, respectivamente. O ácido cítrico foi selecionado como agente tamponante para F88 e T. reesei, e PIPES para F811. Bagaço pré-tratado por explosão a vapor (BPT), como fonte de carbono, foi o melhor para induzir a produção de celulases e xilanases por F88 e F811, enquanto, Solka-Floc® foi a melhor para T. reesei. As atividades de β-glicosidase e xilanase foram maiores em F811 do que para T. reesei. No entanto, para FPA, T. reesei apresentou o melhor rendimento. Nos ensaios de hidrólise, as conversões de glicana e xilana foram semelhantes para ambas as linhagens, mesmo havendo acúmulo de celobiose no ensaio de T. reesei. Comparando os dados obtidos para ambas linhagens, uma selvagem e outra que é considerada referência industrial, F811 se mostrou promissor para a produção de enzimas hidrolíticas e como consequência, a habilidade em transformar a biomassa em açúcares fermentáveis. / The increasing demand for energy and the necessity to promote sustainable development has focused on renewable fuels. Within the available biofuels, 2G or second generation, has the aim of releasing the energy contained in plant biomass. Many microorganisms are able to secret enzymes capable of breaking down lignocellulose, the main component of plant cell walls, into fermentable sugars. The objectives of this project was to select filamentous fungi that produce enzymes that degrade biomass and optimize the growth conditions for them. Four isolates and two standards strains were tested for the production of cellulases and identified by ITS (Internal Transcribed Spacer) sequencing. After initial characterization, three strains were selected and tested in different sources of nitrogen and carbon, and buffering agents for optimal growth. The ideal conditions were chosen based on the criteria of enzymatic activity, total proteins released and pH. After the ideal condition for each strain were established, cell free extracts from each culture were lyophilized and the total protein content determined. This extract was tested for FPA (Filter Paper Activity), β- glucosidase and xylanase activity and the hydrolysis assays were carried out using pretreated biomass. The selected strains were identified as Phanerochaete chrysosporium (F88), Aspergillus brasiliensis (F811) and the standard strain Trichoderma reesei QM9414. The best combination of nitrogen sources was the ratio 4:3:3; 5:3:2 and 6:3:1 (ammonium sulfate, urea and yeast extract) for F88, F811 and T. reesei, respectively. Citric acid was selected as buffering agent for F88 and T. reesei, and PIPES for F811. Steam exploded bagasse, as a carbon source, was the best to induce the cellulase and xylanase production for F88 e F811, while, Solka-floc® was better for T. reesei. The activities of β-glucosidase and xylanase were higher for F811 than for T. reesei. However, for FPA, T. reesei showed the best yield. In the hydrolysis assays, conversions of glucan and xylan were similar for both strains, even though there was an accumulation of celobiose in the T. reesei\'s assay. Comparing the data obteined for both strains, a wild type and an industrial reference, F811 showed as a promising strain to produce hydrolytic enzymes and as consequence, break down biomass into fermentable sugars.

O fragmento de anticorpo scFv foi expresso pela levedura Pichia pastoris recombinante utilizando o promotor AOX1, em presença de metanol, como fonte de carbono e como modelo de expressão. Este anticorpo é considerado uma possível alternativa para o diagnóstico e tratamento da aterosclerose. Foi realizado um estudo inicial da produção do fragmento de anticorpo e do crescimento da levedura com dois bancos de trabalho diferentes, variando a fonte de carbono (glicose e glicerol). Os resultados obtidos demonstraram que as máximas concentrações celulares e a maior produção de anticorpo foram atingidas com o estoque de trabalho mantido com glicerol como fonte de carbono e de preservação. Posteriormente, foi realizado um estudo em shaker e biorreator a partir de um planejamento fatorial completo 23 em que se estudaram as variáveis tempo de indução (24, 28 e 32 horas), temperatura de indução (10, 20 e 30°C), e concentração de indutor (metanol 0,5, 1,0 e 1,5%) sobre a variável resposta produção do fragmento de anticorpo. A única variável que apresentou efeito estatisticamente significativo, com nível de confiança de 95%, foi a concentração de indutor para os dois sistemas de produção. As melhores produções de fragmento de anticorpo foram de 27,8 mg/L em shaker e de 41,3 mg/L em biorreactor. O terceiro estudo consistiu em avaliar a produção do fragmento de anticorpo em shaker pela levedura em distintas fontes de carbono (sacarose, glicerol, glicose e sacarose/glicose 50%). Neste estudo a analise de ANOVA não apresentou diferenças estatísticas significativas. Foi realizado um estudo para melhorar a quantificação do fragmento de anticorpo visando diminuir o número de etapas para evitar perdas no processo. Após obter um novo protocolo para a quantificação, realizou-se um novo estudo para avaliar a produção com as diferentes fontes de carbono. Com a analise dos resultados observou-se que todas as fontes de carbono apresentaram efeitos estatisticamente significativos, sendo que com a sacarose se obteve a maior produção com 93,7 mg/L do fragmento de anticorpo. Estes resultados foram comparados e analisados com observações realizadas ao microscópio da levedura, que demonstraram que a melhor produção de anticorpo foi obtida no momento que a levedura apresentava diâmetros menores que 0,895 µm. Seguidamente foi realizado um estudo para determinar fontes alternativas de carbono e nitrogênio (farelo de arroz e farelo de trigo) para produzir o fragmento de anticorpo, em substituição de subtratos como peptona de caseína e casaminoacidos, a maior produção obtida neste caso foi de 27,9 mg/L quando foi trocado o casaminoacidos pelo farelo de trigo. Finalmente foi avaliado o efeito do kLa no crescimento da levedura e a produção do fragmento de anticorpo scFv, os resultados demonstraram que a melhor condição para o crescimento da levedura foi com kLa 96,12 h-1, por outro lado a melhor condição para a produção do fragmento de anticorpo foi de 12,24 h-1 com relação a produção final de 8,12 mg/L de anticorpo/ g/L de célula. / The scFv antibody fragment was expressed in the recombinant yeast Pichia pastoris by using AOX1 promoter, in the presence of methanol, as carbon source and as a model for expression. This antibody is considered as a possible alternative for the diagnosis and treatment of atherosclerosis. An initial study was conducted in the production of the antibody fragment and the growth of yeast with two different work benches, varying the carbon source (glucose and glycerol). The results showed that the maximum cell concentrations, and the best production of antibody, were achieved with maintained working stock with glycerol as carbon source and preservation. Subsequently, a study was conducted in shaker and bioreactor, from a 23 complete factorial design, in which the variables studied were time induction (24, 28 and 32 hours), temperature induction (10, 20 and 30°C), and concentration of the inducer (methanol 0.5, 1.0 and 1.5%) on the response variable production of the antibody fragment. The only variable that had a statistically significant effect, with a confidence level of 95%, was the inducer concentration for the two production systems. The best yields of the antibody fragment were of 27.8 mg/L for the shaker and 41.3 mg/L for the bioreactor. The third study was to assess the production of antibody fragment into the shaker with the yeast at different carbon sources (sucrose, glycerol, glucose and sucrose/glucose 50%). In this study, the ANOVA analysis did not show statistically significant differences. We conducted planning to improve the quantification of antibody fragment in order to decrease the number of steps to avoid losses in the process. After getting a new protocol for the quantification, we carried out a new study to evaluate the production with different carbon sources. The analysis of the results showed that all carbon sources showed statistically significant effects, among which sucrose obtained the highest yield 93.7 mg/L of antibody fragment. These results were compared and analyzed through a microscope, in which with the observations of the yeast showed that the best antibody production was obtained when the yeast had sizes smaller than 0.895 microns. Next, a study was conducted to determine alternative sources of carbon and nitrogen (rice bran and wheat bran) to produce the antibody fragment in place of casein peptone and casaminoacids as substrates. The highest yield obtained in this case was 27.9 mg/L, when casamino was replaced by the wheat bran. Finally, we evaluated the effect of kLa in yeast growth and production of the antibody fragment scFv, the results showed that the best condition for the growth of the yeast was 96.12 h-1, on the other hand, the best condition for the production antibody fragment was 12.24 h-1 with a final relation yield of 8.12 mg/L antibody/g/L cell.

Ecossistemas aquáticos flutuam em torno de tendências, podendo ocorrer transições súbitas de um regime persistente para outro, alterando a viabilidade dos recursos ou dos parâmetros físico-químicos. Seguindo essa tendência, comunidades variam no tempo e no espaço como resultado de suas interações com o ambiente e com os outros organismos. Comunidades microbianas aquáticas são importantes componentes do metabolismo aquático, atuando na reciclagem de nutrientes pela remineralização e na transferência de biomassa pela alça microbiana. A compreensão da dinâmica funcional microbiana em lagos é uma importante ferramenta para o entendimento desses sistemas, uma vez que a funcionalidade e a composição microbiana podem refletir as condições gerais da lagoa em questão. Desse modo, no presente trabalho, foi utilizada a abordagem de impressões metabólicas da comunidade microbiana na Lagoa Mangueira, uma grande lagoa costeira, rasa e subtropical localizada no extremo sul do Brasil. Teve como objetivo avaliar, pioneiramente para essa região, a diversidade metabólica microbiana aquática através de padrões de consumo de fontes de carbono disponíveis, utilizando Biolog EcoplatesTM e verificar a existência de dinâmicas temporais e espaciais na preferência de consumo desses substratos. Foi observada heterogeneidade temporal e espacial na preferência de consumo de substratos ao longo da Lagoa. Tais preferências puderam ser representadas por diferentes substratos indicadores, associados às estações e aos locais da Lagoa. O consumo das fontes de carbono esteve relacionado com a variabilidade ambiental de fatores como turbidez, transparência da água, nutrientes, clorofila a, carbono orgânico temperatura. Isso evidencia que a dinâmica funcional foi influenciada pela dinâmica de nutrientes, pelos componentes de produtividade, pela sazonalidade e pela compartimentação da Lagoa. Nesse sentido, a investigação do consumo de fontes de carbono, no presente estudo, se mostrou um bom indicador da dinâmica funcional microbiana para ecossistemas aquáticos. / Aquatic ecosystems float around trends in which abrupt transitions can occur between persistents regimes, alterning the viability of the resources or the physical and chemical parameters. Following this trend, communities vary in time and space as a result of their interactions with the environment and other organisms. Microbial communities are important components in the aquatic metabolism, responsible for recycling of nutrients by remineralization, and transfering of biomass through the microbial food web. Understanding the functional microbial dynamics in lakes is an important tool to understand these systems, since the microbial composition and function may reflect the overall condition of the lake. The approach of metabolic fingerprint of microbial communities in shallow lakes was applied in the current study in Lake Mangueira, a costal and large subtropical shallow lake located in southern Brazil. The main goal was to evaluate, pioneered for this region, the heterotrophic microbial metabolic diversity through consumption patterns of available carbon sources using Biolog EcoplatesTM and verify the existence of temporal and spatial dynamics of consumption preference in these substrates. As a result, was observed temporal and spatial heterogeneity of substrate consumption preference among the Lake. Such preferences were represented by different substrate indicators, associated with seasons and sites within the Lake. The substrate utilization was related to environmental variability of factors as turbidity, water transparence, nutrients, chlorophyll a, organic carbon, water temperature. This is evidence that the functional dynamic was influenced by nutrients dynamic, production component, seasonality and compartimentation. In this way, carbon source utilization approach was a good indicator of functional dynamics in the present study to aquatic ecosystems.

Ecossistemas aquáticos flutuam em torno de tendências, podendo ocorrer transições súbitas de um regime persistente para outro, alterando a viabilidade dos recursos ou dos parâmetros físico-químicos. Seguindo essa tendência, comunidades variam no tempo e no espaço como resultado de suas interações com o ambiente e com os outros organismos. Comunidades microbianas aquáticas são importantes componentes do metabolismo aquático, atuando na reciclagem de nutrientes pela remineralização e na transferência de biomassa pela alça microbiana. A compreensão da dinâmica funcional microbiana em lagos é uma importante ferramenta para o entendimento desses sistemas, uma vez que a funcionalidade e a composição microbiana podem refletir as condições gerais da lagoa em questão. Desse modo, no presente trabalho, foi utilizada a abordagem de impressões metabólicas da comunidade microbiana na Lagoa Mangueira, uma grande lagoa costeira, rasa e subtropical localizada no extremo sul do Brasil. Teve como objetivo avaliar, pioneiramente para essa região, a diversidade metabólica microbiana aquática através de padrões de consumo de fontes de carbono disponíveis, utilizando Biolog EcoplatesTM e verificar a existência de dinâmicas temporais e espaciais na preferência de consumo desses substratos. Foi observada heterogeneidade temporal e espacial na preferência de consumo de substratos ao longo da Lagoa. Tais preferências puderam ser representadas por diferentes substratos indicadores, associados às estações e aos locais da Lagoa. O consumo das fontes de carbono esteve relacionado com a variabilidade ambiental de fatores como turbidez, transparência da água, nutrientes, clorofila a, carbono orgânico temperatura. Isso evidencia que a dinâmica funcional foi influenciada pela dinâmica de nutrientes, pelos componentes de produtividade, pela sazonalidade e pela compartimentação da Lagoa. Nesse sentido, a investigação do consumo de fontes de carbono, no presente estudo, se mostrou um bom indicador da dinâmica funcional microbiana para ecossistemas aquáticos. / Aquatic ecosystems float around trends in which abrupt transitions can occur between persistents regimes, alterning the viability of the resources or the physical and chemical parameters. Following this trend, communities vary in time and space as a result of their interactions with the environment and other organisms. Microbial communities are important components in the aquatic metabolism, responsible for recycling of nutrients by remineralization, and transfering of biomass through the microbial food web. Understanding the functional microbial dynamics in lakes is an important tool to understand these systems, since the microbial composition and function may reflect the overall condition of the lake. The approach of metabolic fingerprint of microbial communities in shallow lakes was applied in the current study in Lake Mangueira, a costal and large subtropical shallow lake located in southern Brazil. The main goal was to evaluate, pioneered for this region, the heterotrophic microbial metabolic diversity through consumption patterns of available carbon sources using Biolog EcoplatesTM and verify the existence of temporal and spatial dynamics of consumption preference in these substrates. As a result, was observed temporal and spatial heterogeneity of substrate consumption preference among the Lake. Such preferences were represented by different substrate indicators, associated with seasons and sites within the Lake. The substrate utilization was related to environmental variability of factors as turbidity, water transparence, nutrients, chlorophyll a, organic carbon, water temperature. This is evidence that the functional dynamic was influenced by nutrients dynamic, production component, seasonality and compartimentation. In this way, carbon source utilization approach was a good indicator of functional dynamics in the present study to aquatic ecosystems.

Ecossistemas aquáticos flutuam em torno de tendências, podendo ocorrer transições súbitas de um regime persistente para outro, alterando a viabilidade dos recursos ou dos parâmetros físico-químicos. Seguindo essa tendência, comunidades variam no tempo e no espaço como resultado de suas interações com o ambiente e com os outros organismos. Comunidades microbianas aquáticas são importantes componentes do metabolismo aquático, atuando na reciclagem de nutrientes pela remineralização e na transferência de biomassa pela alça microbiana. A compreensão da dinâmica funcional microbiana em lagos é uma importante ferramenta para o entendimento desses sistemas, uma vez que a funcionalidade e a composição microbiana podem refletir as condições gerais da lagoa em questão. Desse modo, no presente trabalho, foi utilizada a abordagem de impressões metabólicas da comunidade microbiana na Lagoa Mangueira, uma grande lagoa costeira, rasa e subtropical localizada no extremo sul do Brasil. Teve como objetivo avaliar, pioneiramente para essa região, a diversidade metabólica microbiana aquática através de padrões de consumo de fontes de carbono disponíveis, utilizando Biolog EcoplatesTM e verificar a existência de dinâmicas temporais e espaciais na preferência de consumo desses substratos. Foi observada heterogeneidade temporal e espacial na preferência de consumo de substratos ao longo da Lagoa. Tais preferências puderam ser representadas por diferentes substratos indicadores, associados às estações e aos locais da Lagoa. O consumo das fontes de carbono esteve relacionado com a variabilidade ambiental de fatores como turbidez, transparência da água, nutrientes, clorofila a, carbono orgânico temperatura. Isso evidencia que a dinâmica funcional foi influenciada pela dinâmica de nutrientes, pelos componentes de produtividade, pela sazonalidade e pela compartimentação da Lagoa. Nesse sentido, a investigação do consumo de fontes de carbono, no presente estudo, se mostrou um bom indicador da dinâmica funcional microbiana para ecossistemas aquáticos. / Aquatic ecosystems float around trends in which abrupt transitions can occur between persistents regimes, alterning the viability of the resources or the physical and chemical parameters. Following this trend, communities vary in time and space as a result of their interactions with the environment and other organisms. Microbial communities are important components in the aquatic metabolism, responsible for recycling of nutrients by remineralization, and transfering of biomass through the microbial food web. Understanding the functional microbial dynamics in lakes is an important tool to understand these systems, since the microbial composition and function may reflect the overall condition of the lake. The approach of metabolic fingerprint of microbial communities in shallow lakes was applied in the current study in Lake Mangueira, a costal and large subtropical shallow lake located in southern Brazil. The main goal was to evaluate, pioneered for this region, the heterotrophic microbial metabolic diversity through consumption patterns of available carbon sources using Biolog EcoplatesTM and verify the existence of temporal and spatial dynamics of consumption preference in these substrates. As a result, was observed temporal and spatial heterogeneity of substrate consumption preference among the Lake. Such preferences were represented by different substrate indicators, associated with seasons and sites within the Lake. The substrate utilization was related to environmental variability of factors as turbidity, water transparence, nutrients, chlorophyll a, organic carbon, water temperature. This is evidence that the functional dynamic was influenced by nutrients dynamic, production component, seasonality and compartimentation. In this way, carbon source utilization approach was a good indicator of functional dynamics in the present study to aquatic ecosystems.