SERPA, J. F. Produção da enzima xilose redutase por Candida tropicalis ATCC750 usando hidrolisado hemicelulósico do bagaço de caju. 2016. 68 f, Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-12-05T17:04:31Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_jfserpa.pdf: 1668343 bytes, checksum: 23472e000e232c0bab4b717ec91b621a (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-12-26T14:16:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_jfserpa.pdf: 1668343 bytes, checksum: 23472e000e232c0bab4b717ec91b621a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-26T14:16:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_jfserpa.pdf: 1668343 bytes, checksum: 23472e000e232c0bab4b717ec91b621a (MD5) Previous issue date: 2016-03-15 / Xylose reductase enzyme (EC 1.1.1.21) has potential application in the production of xylitol, and is an intracellular enzyme commonly found in yeast. Xylitol is a carbohydrate-alcohol used in food, dental, pharmaceutical and cosmetic industries. The large-scale production of this enzyme, as well as its industrial application for the production of xylitol and other bioproducts, has been limited due to the high price of commercial xylose. This problem has motivated researchers to develop better techniques for reducing the costs of obtaining XR, for example, the search for new raw material and the process conditions. Among possible feedstocks, lignocellulosic materials, as cashew apple bagasse, are low cost sources with potential applications in bioprocesses. In this context, the aim of this study was to evaluate the production of xylose reductase enzyme (XR) and xylitol by biotechnological processes by the yeast Candida tropicalis ATCC750 and hemicellulose hydrolysate from cashew apple bagasse (CAB) as substrate. The hemicellulose hydrolysate from cashew apple bagasse (HBCD) was obtained by acid hydrolysis with diluted sulfuric acid (H2SO4) and it used as a culture medium. The processes were conducted in orbital shaker at 150 rpm and different temperatures (25 °C, 30 °C, 35 °C and 45 °C). The xylose reductase enzyme extracts were used to reduce xylose to xylitol and the XR activity was determined by NADPH oxidation reaction at 25 °C. According to the analyzed data using hemicellulose hydrolysate (HBCD) medium, the highest microbial growth was observed at 25 °C and 30 °C and slightly growth at 40 °C. Under the experimental conditions evaluated, the production of xylitol was not observed, but there were the production of xylose reductase enzyme and ethanol. The XR from Candida tropicalis resulted in a crude extract with a higher enzymatic activity in the temperature of production at 25 °C (0.265 U/mL). In the partial characterization of the enzyme, the optimum pH and temperature were 7.0 and 50 °C, respectively. Subsequently, the gel electrophoresis was performed under denaturing conditions for identification of the enzyme fractions, which identify a heterodimeric structure with a molecular weight of approximately 30 kDa. The results showed that the cashew apple bagasse hydrolysate did not favor the xylitol production in the studied conditions; however, it is a potential means for biotechnological production of the enzyme xylose reductase (XR). / A enzima xilose-redutase (EC 1.1.1.21) tem potencial aplicação na produção de xilitol a partir de xilose, e é uma enzima intracelular comumente encontrada em leveduras. O xilitol é um açúcar-álcool utilizado em indústrias alimentícia, odontológica, farmacêutica e de cosmético. A produção em larga escala desta enzima, bem como a sua aplicação industrial para a fabricação de xilitol e outros bioprodutos de valor agregado, tem sido limitado devido ao alto preço da xilose comercial. Este problema tem incentivado aos pesquisadores a trabalhar para o desenvolvimento de melhores técnicas para reduzir os custos de obtenção da XR, como, por exemplo, a busca por novas fontes de matéria-prima e condições do processo. Entre as possíveis matérias-primas, os materiais lignocelulósicos como, o bagaço de caju, são fontes de baixo custo com potenciais aplicações em bioprocessos. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi avaliar a produção da enzima xilose redutase (XR) e de xilitol por processos biotecnológicos, através da levedura Candida tropicalis ATCC750 utilizando o hidrolisado hemicelulósico de bagaço de caju (BC) como substrato. O hidrolisado hemicelulósico do bagaço de caju (HBCD) foi obtido por hidrólise com ácido sulfúrico (H2SO4) diluído e aplicado como meio de cultivo. A produção da enzima foi realizado por bioprocessos conduzidos em agitador orbital a 150 rpm a diferentes temperaturas (25 °C, 30 °C, 35 °C e 45 °C). O extrato enzimático produzido foi utilizado para reduzir a xilose em xilitol e determinou-se a atividade da XR através da reação de oxidação de NADPH a 25 °C. De acordo com os dados analisados, o maior crescimento microbiano foi observado nas temperaturas de 25 °C e 30 °C, e diminuiu consideravelmente a 40 °C usando o meio hidrolisado hemicelulósico do bagaço de caju (HBCD). Nas condições avaliadas, não houve a produção de xilitol ocorrendo, no entanto, a produção da enzima xilose redutase e de etanol. A XR da Candida tropicalis resultou em um extrato bruto com uma maior atividade enzimática na temperatura de produção de 25 °C (0,265 U/mL). Na caracterização parcial da enzima, pH e a temperatura ótima da atividade enzimática foram pH 7,0 e 50 °C, respectivamente. Posteriormente, realizou-se a eletroforese em gel de poliacrilamida em condições desnaturantes para a identificação das frações da enzima, obtendo uma indicação de uma estrutura dimérica com peso molecular de, aproximadamente, 30 KDa. Com os resultados apresentados, pode-se considerar que o hidrolisado de bagaço de caju não favoreceu a produção de xilitol, contudo, é um meio potencial para a produção biotecnológica da enzima xilose redutase (XR).

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-08-25Bitstream added on 2014-06-13T21:03:26Z : No. of bitstreams: 1 santos_e_dr_arafcf.pdf: 7245371 bytes, checksum: cb0c4511a4ad674226e788f40dc0c01a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Enzimas são catalisadores fundamentais para os sistemas biológicos sendo amplamente estudadas e aplicadas em todo o mundo, especialmente na área da saúde. Neste trabalho foi avaliada a aplicação de enzimas quitinolíticas e queratinolíticas em ensaios in vitro contra Pedicullus humanus capitis e na degradação de calos humanos, respectivamente. Foram selecionados os micro-organismos com maior potencial para produção dessas enzimas e determinados os parâmetros de produção, as condições de separação, purificação e caracterização das enzimas. Os micro-organismos com maior potencial para a produção de quitinases e queratinases foram os fungos Metarhizium anisopliae CG374 e Aspergillus oryzae, respectivamente. As maiores produções de quitinases foram obtidas em biorreator a 28°C, pH 7,0, 1,5 vvm e 200 rpm após 120 h. Quando produzida em biorreator hiperbárico sob pressão de 5 bar, apresentou um aumento de 21,3% na produtividade em relação ao biorreator convencional. Para queratinases em biorreator, os parâmetros de produção foram 28°C, pH 6, 200 rpm, 1,5 vvm e 120 h. A produção das quitinases e queratinases em biorreator foi 83 e 154% maior do que em frascos Erlenmeyer, respectivamente. A quitinase foi concentrada 5,12 vezes na purificação apresentando massas molares aproximadas de 24, 28 e 80 kDa. Fração purificada contendo quitinase apresentou estabilidade a 40°C por 60 minutos. A queratinase foi concentrada 4,52 vezes após purificação com massas molares de 40 e 50 kDa apresentando estabilidade térmica a 40°C por 60 min. A avaliação das enzimas quitinolíticas frente a piolhos humanos apontou para uma eficiência 9,1% maior quando comparadas com produtos comerciais. A avaliação da ação de enzimas queratinolíticas na degradação de calos humanos demonstrou resultados significativos quando comparados com produtos disponíveis no mercado... / Enzymes are catalysts for fundamental biological systems is extensively studied and applied worldwide, especially in health. In this study were evaluated the application of enzymes chitinolytic and keratinolytic in tests in vitro against Pedicullus humanus capitis and degradation of human callus, respectively. Were selected microorganisms with the greatest potential for production of these enzymes and determined the production parameters, conditions of separation, purification and characterization of enzymes. The microorganisms with the higher potential for the production of chitinases and keratinases were Metarhizium anisopliae CG374 and Aspergillus oryzae, respectively. The highest yields of chitinases obtained in fermentations in a bioreactor were 28°C, pH 7.0, 1.5 vvm and 200 rpm after 120 h. When produced in the hyperbaric bioreactor at a pressure of 5 bar, an increase of 21.3% in yield over conventional production in a conventional bioreactor was observed. To keratinases in a bioreactor, the production parameters were 28°C, pH 6.0, 200 rpm, and 1.5 vvm after 120h. The production of chitinases and keratinases in bioreactor was 83 and 154% higher than in Erlenmeyer flasks, respectively. The chitinase was 5.12 times concentred on the purification presenting molar weight of approximately 24, 28 and 78 kDa. Fraction containing purified chitinase showed thermal stability of 40°C for 60 min. Keratinase was concentred 4.52 times after purification and presents molar weight of 40 and 50 kDa. The purified fraction was thermal stability at 40°C for 60 min. Evaluation of chitinolytic enzymes against human lice showed an efficiency of 9.1% higher for the enzymatic extract when compared with commercial products. The evaluation of the action of keratinolytic enzyme in the degradation of human callus showed significative results when compared to products on the market less time reaching maximum degradation

As bactérias do gênero Paenibacillus são isolados de uma grande variedade de ambientes e tem como característica a produção e secreção de enzimas extracelulares, antimicrobianos e compostos antifúngicos inibidores de vários patógenos animais e vegetais. Os 55 isolados de 15 espécies de Paenibacillus foram testados frente a diversos substratos a fim de verificar a produção de enzimas extracelulares. Foram também testados frente a uma variedade de bactérias e fungos fitopatógenos, humanos e animais para a produção de antibióticos. Nessa triagem, P. validus, P. chibensis, P. koreensis e P. peoriae se destacaram inibindo a maioria das bactérias indicadoras. As espécies P. validus, P. chibensis e P. peoriae foram bons produtores de substancias que inibiram o crescimento de fungos, demonstrando que o gênero possui um amplo espectro de atuação. O tradicional procedimento de triagem para obterem-se novos microrganismos produtores de enzimas para fins biotecnológicos foi executado neste trabalho. As 55 linhagens foram avaliadas na sua capacidade de produzir amilase, proteases (caseinase), celulase, xantanase, xilanase, pectinase, quitinase e lipase. Os isolados se mostraram bons produtores de enzimas hidrolíticas, já que 26 apresentaram atividade xilanolítica, 17 atividade pectinolítica, 49 atividade proteolítica, 43 atividade xantanolítica, 40 atividade celulolítica, 17 atividade lipolítica, 39 atividade amilolítica em condições neutras (pH 7) e 26 atividade amilolítica em condições alcalinas (pH 10), e apenas 4 apresentaram atividade quitinolítica. Sendo assim, esses isolados são candidatos a serem utilizados como agentes biocontroladores ou podem ser explorados como produtores de antimicrobianos e de enzimas hidrolíticas de interesse.

As bactérias do gênero Paenibacillus são isolados de uma grande variedade de ambientes e tem como característica a produção e secreção de enzimas extracelulares, antimicrobianos e compostos antifúngicos inibidores de vários patógenos animais e vegetais. Os 55 isolados de 15 espécies de Paenibacillus foram testados frente a diversos substratos a fim de verificar a produção de enzimas extracelulares. Foram também testados frente a uma variedade de bactérias e fungos fitopatógenos, humanos e animais para a produção de antibióticos. Nessa triagem, P. validus, P. chibensis, P. koreensis e P. peoriae se destacaram inibindo a maioria das bactérias indicadoras. As espécies P. validus, P. chibensis e P. peoriae foram bons produtores de substancias que inibiram o crescimento de fungos, demonstrando que o gênero possui um amplo espectro de atuação. O tradicional procedimento de triagem para obterem-se novos microrganismos produtores de enzimas para fins biotecnológicos foi executado neste trabalho. As 55 linhagens foram avaliadas na sua capacidade de produzir amilase, proteases (caseinase), celulase, xantanase, xilanase, pectinase, quitinase e lipase. Os isolados se mostraram bons produtores de enzimas hidrolíticas, já que 26 apresentaram atividade xilanolítica, 17 atividade pectinolítica, 49 atividade proteolítica, 43 atividade xantanolítica, 40 atividade celulolítica, 17 atividade lipolítica, 39 atividade amilolítica em condições neutras (pH 7) e 26 atividade amilolítica em condições alcalinas (pH 10), e apenas 4 apresentaram atividade quitinolítica. Sendo assim, esses isolados são candidatos a serem utilizados como agentes biocontroladores ou podem ser explorados como produtores de antimicrobianos e de enzimas hidrolíticas de interesse.

Orientador: Rosemeire Cristina Linhari Rodrigues Pietro / Banca: Suraia Said / Banca: Luiz Henrique Souza Guimarães / Banca: Tais Maria Bauab / Banca: Edwil Aparecida de Lucca Gattás / Resumo: Enzimas são catalisadores fundamentais para os sistemas biológicos sendo amplamente estudadas e aplicadas em todo o mundo, especialmente na área da saúde. Neste trabalho foi avaliada a aplicação de enzimas quitinolíticas e queratinolíticas em ensaios in vitro contra Pedicullus humanus capitis e na degradação de calos humanos, respectivamente. Foram selecionados os micro-organismos com maior potencial para produção dessas enzimas e determinados os parâmetros de produção, as condições de separação, purificação e caracterização das enzimas. Os micro-organismos com maior potencial para a produção de quitinases e queratinases foram os fungos Metarhizium anisopliae CG374 e Aspergillus oryzae, respectivamente. As maiores produções de quitinases foram obtidas em biorreator a 28°C, pH 7,0, 1,5 vvm e 200 rpm após 120 h. Quando produzida em biorreator hiperbárico sob pressão de 5 bar, apresentou um aumento de 21,3% na produtividade em relação ao biorreator convencional. Para queratinases em biorreator, os parâmetros de produção foram 28°C, pH 6, 200 rpm, 1,5 vvm e 120 h. A produção das quitinases e queratinases em biorreator foi 83 e 154% maior do que em frascos Erlenmeyer, respectivamente. A quitinase foi concentrada 5,12 vezes na purificação apresentando massas molares aproximadas de 24, 28 e 80 kDa. Fração purificada contendo quitinase apresentou estabilidade a 40°C por 60 minutos. A queratinase foi concentrada 4,52 vezes após purificação com massas molares de 40 e 50 kDa apresentando estabilidade térmica a 40°C por 60 min. A avaliação das enzimas quitinolíticas frente a piolhos humanos apontou para uma eficiência 9,1% maior quando comparadas com produtos comerciais. A avaliação da ação de enzimas queratinolíticas na degradação de calos humanos demonstrou resultados significativos quando comparados com produtos disponíveis no mercado... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Enzymes are catalysts for fundamental biological systems is extensively studied and applied worldwide, especially in health. In this study were evaluated the application of enzymes chitinolytic and keratinolytic in tests in vitro against Pedicullus humanus capitis and degradation of human callus, respectively. Were selected microorganisms with the greatest potential for production of these enzymes and determined the production parameters, conditions of separation, purification and characterization of enzymes. The microorganisms with the higher potential for the production of chitinases and keratinases were Metarhizium anisopliae CG374 and Aspergillus oryzae, respectively. The highest yields of chitinases obtained in fermentations in a bioreactor were 28°C, pH 7.0, 1.5 vvm and 200 rpm after 120 h. When produced in the hyperbaric bioreactor at a pressure of 5 bar, an increase of 21.3% in yield over conventional production in a conventional bioreactor was observed. To keratinases in a bioreactor, the production parameters were 28°C, pH 6.0, 200 rpm, and 1.5 vvm after 120h. The production of chitinases and keratinases in bioreactor was 83 and 154% higher than in Erlenmeyer flasks, respectively. The chitinase was 5.12 times concentred on the purification presenting molar weight of approximately 24, 28 and 78 kDa. Fraction containing purified chitinase showed thermal stability of 40°C for 60 min. Keratinase was concentred 4.52 times after purification and presents molar weight of 40 and 50 kDa. The purified fraction was thermal stability at 40°C for 60 min. Evaluation of chitinolytic enzymes against human lice showed an efficiency of 9.1% higher for the enzymatic extract when compared with commercial products. The evaluation of the action of keratinolytic enzyme in the degradation of human callus showed significative results when compared to products on the market less time reaching maximum degradation / Doutor

As bactérias do gênero Paenibacillus são isolados de uma grande variedade de ambientes e tem como característica a produção e secreção de enzimas extracelulares, antimicrobianos e compostos antifúngicos inibidores de vários patógenos animais e vegetais. Os 55 isolados de 15 espécies de Paenibacillus foram testados frente a diversos substratos a fim de verificar a produção de enzimas extracelulares. Foram também testados frente a uma variedade de bactérias e fungos fitopatógenos, humanos e animais para a produção de antibióticos. Nessa triagem, P. validus, P. chibensis, P. koreensis e P. peoriae se destacaram inibindo a maioria das bactérias indicadoras. As espécies P. validus, P. chibensis e P. peoriae foram bons produtores de substancias que inibiram o crescimento de fungos, demonstrando que o gênero possui um amplo espectro de atuação. O tradicional procedimento de triagem para obterem-se novos microrganismos produtores de enzimas para fins biotecnológicos foi executado neste trabalho. As 55 linhagens foram avaliadas na sua capacidade de produzir amilase, proteases (caseinase), celulase, xantanase, xilanase, pectinase, quitinase e lipase. Os isolados se mostraram bons produtores de enzimas hidrolíticas, já que 26 apresentaram atividade xilanolítica, 17 atividade pectinolítica, 49 atividade proteolítica, 43 atividade xantanolítica, 40 atividade celulolítica, 17 atividade lipolítica, 39 atividade amilolítica em condições neutras (pH 7) e 26 atividade amilolítica em condições alcalinas (pH 10), e apenas 4 apresentaram atividade quitinolítica. Sendo assim, esses isolados são candidatos a serem utilizados como agentes biocontroladores ou podem ser explorados como produtores de antimicrobianos e de enzimas hidrolíticas de interesse.