Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-03-21T14:52:05Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Diogo P. Castro.pdf: 4963073 bytes, checksum: 8291097db7a4b61e3f71e40b4279c977 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-03-21T14:52:21Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Diogo P. Castro.pdf: 4963073 bytes, checksum: 8291097db7a4b61e3f71e40b4279c977 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-21T14:52:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Diogo P. Castro.pdf: 4963073 bytes, checksum: 8291097db7a4b61e3f71e40b4279c977 (MD5) Previous issue date: 2015-11-30 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Bioremediation is the use of microorganisms capable of metabolizing contaminants and converts them into less toxic products. In previous studies, we performed bacteria isolation from contaminated area for oil waste in Amazon. Despite its oil degradation potential, the application of bacteria in contaminated sites may interfere with their ecological balance. This study aimed to promote studies of gene characterization and hydrocarbon degradation potential with a selected bacterial strain and identify and define the proteins involved in degradation process. To achieve this objectives degraded substances have been identified by gas chromatography and proteins involved by proteomics; Genome analysis allowed characterization of genes related to xenobiotics degradation. The strain was identified as Pseudomonas putida S16. 51 substances were detected by gas chromatography, of these, 23 were completely degraded, including PAH containing naphthalene (100%), anthracene (11.49%) and phenanthrene (7.41%). We identified 89 genes related to xenobiotic degradation in P. putida S16 AM genome, genes capable of degrading naphthalene, anthracene and phenanthrene (nah, phn, fdx, catA), cytochrome production and chemotaxis. In proteome analysis, proteins were expressed oxidation-reduction, metabolic processes, polyamines, aldehyde dehydrogenase, carbon storage, chemotaxis and amino acid synthesis. 355 proteins were identified with redundancy expressed during 7h contact to P. putida S16 AM (I4) with petroleum, and 268 during 75h contact; For glycerol, 467 were identified in 7h interaction, and 228 in 75h contact. The presence of proteins related to metabolism and oxidationreduction when the strain under study was in contact to the petroleum suggest the use of this as a carbon source for bacterial metabolism. These studies are important because of identification of genes and proteins with potential to become practical application of biotechnology products. / A biorremediação é a utilização de microrganismos capazes de metabolizar contaminantes e transforma-los em produtos menos tóxicos. Em estudos anteriores, foi realizado o isolamento de bactérias provenientes de área contaminada por resíduos de petróleo na Amazônia. Apesar de possuírem o potencial de degradação de petróleo, a aplicação de bactérias em ambientes contaminados pode interferir em seu equilíbrio ecológico. Este estudo propôs-se a seleção de uma linhagem bacteriana para promover estudos de caracterização gênica, identificação do potencial de degradação de hidrocarbonetos e definição das proteínas envolvidas no processo de degradação. Para alcançar os objetivos, foram identificadas substâncias degradadas por cromatografia gasosa e proteínas envolvidas por proteômica; A análise do genoma permitiu a caracterização dos genes relacionados a degradação de compostos xenobióticos através da revisão da literatura. A cepa foi identificada como Pseudomonas putida S16. Foram detectadas 51 substâncias por cromatografia gasosa, destas, 23 foram completamente degradadas, incluindo HPAs contendo naftaleno (100%), antraceno (11,49%) e fenantreno (7,41%). Foram identificados 89 genes relacionados a degradação de xenobíoticos no genoma da P. putida S16 AM, genes capazes de degradar naftaleno, antraceno e fenantreno (nah, phn, fdx, catA), produção de citocromo e quimiotaxia. Na análise proteômica, foram expressas proteínas de óxido-redução, processos metabólicos, poliaminas, aldeído desidrogenase, armazenamento de carbono, quimiotaxia e síntese de aminoácidos. Foram identificadas 355 proteínas com redundância expressas durante o contato de 7h da P. putida S16 AM (I4) com o petróleo, e 268 no contato de 75h; Para o glicerol, foram identificadas 467 na interação de 7h, e 228 no contato de 75h. A presença de proteínas relacionadas ao metabolismo e óxidoredução quando a cepa em estudo esteve em contato com o petróleo evidenciam a utilização deste como fonte de carbono para o metabolismo bacteriano. Estes estudos são importantes devido à identificação de genes e proteínas que possuem o potencial de se tornarem produtos biotecnológicos de aplicação prática.

Os Planctomycetes são bactérias que possuem características peculiares, ainda pouco conhecidas. São bactérias de difícil cultivo, sendo descritas em diversos ambientes, mas frequentemente isoladas de ambientes marinhos, principalmente em associações com algas. Aqui apresentamos um amplo estudo deste grupo em solos de manguezais, e reportamos de maneira inovadora o isolamento dessas bactérias. A comparação das comunidades de Planctomycetes em manguezais com diferentes históricos de contaminação permitiu fazer inferências sobre a resposta da comunidade ao ambiente. A análise de sequências pertencentes a este filo, obtidas a partir de amostras dos manguezais - tanto sequências do gene 16S DNAr ou sequências metagenômicas - permitiu inferir sobre a diversidade e as funções destes grupos nos solos dos manguezais estudados. Destacam-se dentre estas o aumento da biodiversidade deste grupo em áreas contaminadas, e as evidências de sua participação na degradação de xenobióticos (demonstrada por predição metagenômica baseada em biblioteca de 16S rDNA, e análise de sequencias metagenômicas). Com estes resultados, foram encontrados em dados metagenômicos, a ocorrência de genes envolvidos na biodegradação de compostos intermediários centrais das vias de degradação. Adicionalmente, mesmo com a dificuldade no cultivo de membros desse grupo, foram obtidos 43 isolados afiliados filogeneticamente principalmente às espécies Blastopirellula marina, Rhodopirellula baltica e Planctomycetes sp. e Pirellula. Foram selecionados dois isolados (Rhodopirellula sp. MGV e Rhodopirellula baltica BR-MGV) para estudos genômicos e metabólicos (via análise de consumo de diferentes fontes de carbono-Biolog). Além disso, foi realizado teste de degradação de hidrocarbonetos com os 43 isolados aferindo as respostas ao contato com contaminantes como hexadecano, naftaleno, fenantreno e fenol. Cinco isolados mostraram a capacidade em degradar três diferentes hidrocarbonetos exceto fenantreno. Estes isolados (Blastopirellula cremea Hex-1 MGV, Blastopirellula marina Nap-Phe MGV, Blastopirellula cremea Hex-2 MGV, Blastopirellula cremea Hex PRIS-MGV e Blastopirellula marina Nap PRIS-MGV) foram enviados a uma análise genômica e suas anotações indicaram a presença de genes envolvidos em vias de degradação de hidrocarbonetos corroborando com o teste realizado em laboratório de degradação dos hidrocarbonetos. Além disso, foi observada através das anotações dos genomas desses microrganismos a ocorrência de síntese de metabólitos secundários, sendo os principais terpenos, bacteriocinas e resorcinol. / Planctomycetes are bacteria with peculiar characteristics and still little known. They are bacteria of difficult cultivation, being described in diverse environments, but often isolated from marine environments, mainly in associations with algae. Here we present an extensive study of this group in mangrove soils and report in an innovative way the isolation of these bacteria. The comparison of the communities of Planctomycetes in mangroves with different contamination histories allowed to make inferences about the response of the community to the environment. The analysis of sequences from this phylum, obtained from samples of the mangroves - both sequences of the 16S DNAr gene or metagenomic sequences - allowed to infer about the diversity and the functions of these groups in the mangrove soils studied. The highlights are the increase of this group\'s biodiversity in contaminated areas, and evidence of its participation in the degradation of xenobiotics (demonstrated by 16S rDNA library-based metagenomic prediction and metagenomic sequence analysis). With these results, the occurrence of genes involved in the biodegradation of central intermediates of the degradation pathways was found in metagenomic data. In addition, even with the difficulty in the cultivation of members of this group, 43 isolates belonging to this phylum were obtained phylogenetically, mainly the species Blastopirellula marina, Rhodopirellula baltica and Planctomycetes sp. and Pirellula. Two isolates (Rhodopirellula sp. MGV and Rhodopirellula baltica BR-MGV) were selected for genomic and metabolic studies (via consumption analysis of different sources of carbon-Biolog). Furthermore, a hydrocarbon degradation test was performed with this library of 43 isolates, assessing the responses to contact with contaminants such as hexadecane, naphthalene, phenanthrene and phenol. Five isolates showed the ability to degrade three different hydrocarbons except phenanthrene. These isolates (Blastopirellula cremea Hex-1 MGV, Blastopirellula marina Nap-Phe MGV, Blastopirellula cremea Hex-2 MGV, Blastopirellula cremea Hex PRIS-MGV and Blastopirellula marina Nap PRISMGV) were sent to a genomic analysis and their notes indicated the presence of genes involved in hydrocarbon degradation pathways, corroborating with the laboratory test for hydrocarbon degradation. In addition, the synthesis of secondary metabolites was evaluated through the annotations of the genomes of these microorganisms, being the main terpenes, bacteriocins and resorcinol.

Os Planctomycetes são bactérias que possuem características peculiares, ainda pouco conhecidas. São bactérias de difícil cultivo, sendo descritas em diversos ambientes, mas frequentemente isoladas de ambientes marinhos, principalmente em associações com algas. Aqui apresentamos um amplo estudo deste grupo em solos de manguezais, e reportamos de maneira inovadora o isolamento dessas bactérias. A comparação das comunidades de Planctomycetes em manguezais com diferentes históricos de contaminação permitiu fazer inferências sobre a resposta da comunidade ao ambiente. A análise de sequências pertencentes a este filo, obtidas a partir de amostras dos manguezais - tanto sequências do gene 16S DNAr ou sequências metagenômicas - permitiu inferir sobre a diversidade e as funções destes grupos nos solos dos manguezais estudados. Destacam-se dentre estas o aumento da biodiversidade deste grupo em áreas contaminadas, e as evidências de sua participação na degradação de xenobióticos (demonstrada por predição metagenômica baseada em biblioteca de 16S rDNA, e análise de sequencias metagenômicas). Com estes resultados, foram encontrados em dados metagenômicos, a ocorrência de genes envolvidos na biodegradação de compostos intermediários centrais das vias de degradação. Adicionalmente, mesmo com a dificuldade no cultivo de membros desse grupo, foram obtidos 43 isolados afiliados filogeneticamente principalmente às espécies Blastopirellula marina, Rhodopirellula baltica e Planctomycetes sp. e Pirellula. Foram selecionados dois isolados (Rhodopirellula sp. MGV e Rhodopirellula baltica BR-MGV) para estudos genômicos e metabólicos (via análise de consumo de diferentes fontes de carbono-Biolog). Além disso, foi realizado teste de degradação de hidrocarbonetos com os 43 isolados aferindo as respostas ao contato com contaminantes como hexadecano, naftaleno, fenantreno e fenol. Cinco isolados mostraram a capacidade em degradar três diferentes hidrocarbonetos exceto fenantreno. Estes isolados (Blastopirellula cremea Hex-1 MGV, Blastopirellula marina Nap-Phe MGV, Blastopirellula cremea Hex-2 MGV, Blastopirellula cremea Hex PRIS-MGV e Blastopirellula marina Nap PRIS-MGV) foram enviados a uma análise genômica e suas anotações indicaram a presença de genes envolvidos em vias de degradação de hidrocarbonetos corroborando com o teste realizado em laboratório de degradação dos hidrocarbonetos. Além disso, foi observada através das anotações dos genomas desses microrganismos a ocorrência de síntese de metabólitos secundários, sendo os principais terpenos, bacteriocinas e resorcinol. / Planctomycetes are bacteria with peculiar characteristics and still little known. They are bacteria of difficult cultivation, being described in diverse environments, but often isolated from marine environments, mainly in associations with algae. Here we present an extensive study of this group in mangrove soils and report in an innovative way the isolation of these bacteria. The comparison of the communities of Planctomycetes in mangroves with different contamination histories allowed to make inferences about the response of the community to the environment. The analysis of sequences from this phylum, obtained from samples of the mangroves - both sequences of the 16S DNAr gene or metagenomic sequences - allowed to infer about the diversity and the functions of these groups in the mangrove soils studied. The highlights are the increase of this group\'s biodiversity in contaminated areas, and evidence of its participation in the degradation of xenobiotics (demonstrated by 16S rDNA library-based metagenomic prediction and metagenomic sequence analysis). With these results, the occurrence of genes involved in the biodegradation of central intermediates of the degradation pathways was found in metagenomic data. In addition, even with the difficulty in the cultivation of members of this group, 43 isolates belonging to this phylum were obtained phylogenetically, mainly the species Blastopirellula marina, Rhodopirellula baltica and Planctomycetes sp. and Pirellula. Two isolates (Rhodopirellula sp. MGV and Rhodopirellula baltica BR-MGV) were selected for genomic and metabolic studies (via consumption analysis of different sources of carbon-Biolog). Furthermore, a hydrocarbon degradation test was performed with this library of 43 isolates, assessing the responses to contact with contaminants such as hexadecane, naphthalene, phenanthrene and phenol. Five isolates showed the ability to degrade three different hydrocarbons except phenanthrene. These isolates (Blastopirellula cremea Hex-1 MGV, Blastopirellula marina Nap-Phe MGV, Blastopirellula cremea Hex-2 MGV, Blastopirellula cremea Hex PRIS-MGV and Blastopirellula marina Nap PRISMGV) were sent to a genomic analysis and their notes indicated the presence of genes involved in hydrocarbon degradation pathways, corroborating with the laboratory test for hydrocarbon degradation. In addition, the synthesis of secondary metabolites was evaluated through the annotations of the genomes of these microorganisms, being the main terpenes, bacteriocins and resorcinol.