Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-02-04Bitstream added on 2014-06-13T19:55:51Z : No. of bitstreams: 1 henn_c_me_sjrp.pdf: 849585 bytes, checksum: d5adb0af2720ff51aa6a25169134ce33 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A introdução de moléculas xenobióticas no ambiente muitas vezes ocorre sem que sejam conhecidos muitos de seus aspectos bioquímicos e toxicológicos fundamentais. A presença anéis aromáticos na estrutura molecular muitas vezes é o fator determinante da toxicidade, recalcitrância e propriedades mutagênicas associadas e muitos destes compostos. O papel dos insumos agrícolas neste processo é de particular relevância, devido ao seu caráter de liberação intencional no ambiente e dos crescentes volumes aplicados em todo o mundo. Neste trabalho, foram selecionadas linhagens de basidiomicetos com base na sua tolerância aos herbicidas atrazina e diurom, para estudo detalhado do potencial de degradação e do papel desempenhado pelas enzimas ligninolíticas no processo. A tolerância não se mostrou relacionada à degradação dos xenobióticos; esta foi muito eficiente para algumas linhagens estudadas, chegando a 38% da atrazina e 96% do diurom, por MCA 17 agaricales e SXS 320 P. cubensis, respectivamente, após 20 dias de cultivo. As linhagens mais tolerantes à atrazina, Pluteus cubensis SXS 320 e Polyporus tenuiculus MCA 11, e ao diurom, Pycnoporus sanguineus MCA 16 e Dacryopinax elegans SXS 323, foram empregadas em ensaios mais detalhados para a degradação e produção de enzimas. Os efeitos de diferentes concentrações do diurom e da atrazina como única fonte de carbono ou em presença de fontes alternativas como glicose ou bagaço de cana (1%), foram determinados para os microrganismos tolerantes. Apenas Pycnoporus sanguineus MCA 16 e Polyporus tenuiculus MCA 11 produziram lacases, única enzima do sistema ligninolítico detectada nas culturas. No caso de Pycnoporus sanguineus, as lacases foram constitutivamente produzidas em meio contendo glicose, atingindo 283 U.l-1. A lacase de P. tenuiculus, por sua vez, foi produzida apenas em presença de constituintes... / The introduction of xenobiotic molecules in the environment often occurs without the knowledge about many basic aspects related to biochemistry and toxicology. The aromatic ring presence in their molecular structure many times is the determinant feature for toxicity, recalcitrance and mutagenic properties associated with those compounds. The role of agricultural chemicals in this process has particular relevance, due to their intentional release on environment and the crescent volumes employed worldwide. In this work, basidiomycete strains were chosen based on their tolerance to herbicides atrazine and diuron, for detailed study of the fungi’s degradative potential and the role developed by ligninolytic enzymes in this process. The tolerance was not related to xenobiotic’s degradation, which was very efficient for many strains, reaching 38% for atrazine and 96% for diuron, by MCA 17 Agaricales and SXS 320 Pluteus cubensis, respectively, after 20 days in culture. Those ones more tolerant to atrazine, Pluteus cubensis SXS 320 and Polyporus tenuiculus MCA 11, and for diuron, Pycnoporus sanguineus MCA 16 and Dacryopinax elegans SXS 323, were employed in assays focusing on degradation and enzyme production. The effect of different concentrations of diuron and atrazine as sole carbon source or in presence of alternative sources, like glucose and sugarcane bagasse (1%), were determined for tolerant microorganisms. Only Pycnoporus sanguineus MCA 16 and Polyporus tenuiculus MCA 11 have produced laccases, the unique enzyme of ligninolytic system detected in cultures. For Pycnoporus sanguineus, the laccases were constitutively produced in medium containing glucose, reaching 238 U.l-1. The laccase from P. tenuiculus was released only with the presence of lignocellulosic constituents in culture medium, resulting in 1,219 U.l-1 in medium containing wheat bran. The biochemical properties... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-07-29Bitstream added on 2014-06-13T18:52:32Z : No. of bitstreams: 1 rabonato_ac_me_botfca.pdf: 701073 bytes, checksum: 0b8419eb4d8b3409bea93742802fc3aa (MD5) / A produção de bioetanol e de açucares a partir do caldo de cana gera como um dos subprodutos, o bagaço. Atualmente, esse último, uma biomassa industrial lignocelulósica, pode ser aproveitado para produção de etanol de segunda geração, desde que previamente submetido a processos hidrolíticos para gerar açúcares fermentescíveis. O objetivo deste trabalho foi estimar a produção de bioetanol a partir desta biomassa agroindustrial. Para tanto, foram utilizados os cogumelos Lentinula edodes, Pleurotus ostreatus, Pleurotus eryngii e Pycnoporus sanguineus como potenciais fontes produtoras das enzimas lacase, manganês peroxidase e lignina peroxidase, capazes de hidrolisar o bagaço de cana-de-açúcar. As maiores atividades enzimática observadas para L. edodes, P. ostreatus, P. sanguineus e P. eryngii para lacase foram de 39,23 U-mL ao 25º dia de incubação, 2,5 U-mL e 80 U-mL ao 27º dia de incubação, e 16,45 U-mL ao 15º dia, respectivamente. As enzimas MnP e LiP não apresentaram resultados expressivos. A hidrólise enzimática do bagaço de cana in natura (32,17% de hemicelulose, 52,45% de celulose e 10,62% de lignina) e o bagaço de cana hidrolisado com H2SO4 7,0% (0,20% de hemicelulose, 68,82% de celulose e 25,33% de lignina) foram avaliados para cada conjunto enzimático obtido. Comparado aos demais, as enzimas produzidas pelo P. sanguineus incubado em bagaço in natura apresentaram uma melhor eficiência na conversão dos açúcares, com teor médio de 0,14 g-L de glicose. Embora os baixos teores de glicose determinada nesse trabalho, em relação com a literatura, pode-se afirmar que as enzimas lacase, manganês peroxidase e lignina peroxidase, demonstraram ter potencial hidrolítico, principalmente para as produzidas pelo fungo P. sanguineus / The production of ethanol and sugar from sugarcane juice bagasse is generate byproduct. Currently, the bagasse, an industrial lignocellulosic biomass can be used for production of second generation ethanol, since when submitted to hydrolytic processes generate fermentable sugars. The objective of this study was to estimate the production of bioethanol from this agro biomass. Lentinula edodes, Pleurotus ostreatus, Pleurotus eryngii and Pycnoporus sanguineus were used as potential sources producing enzymes laccase, manganese peroxidase and lignin peroxidase, capable of hydrolyzing the sugarcane bagasse. The highest activity of enzymes, observed for L. edodes, P. ostreatus, P. sanguineus and P. eryngii were to 39.23 U-mL laccase after 25 days of incubation, 2,5 U-mL and 80 U-mL after 27 days of incubation, and 16,45 U-mL on 15 day, respectively. MnP and LiP showed no significant results. The enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse in natura (32,17% hemicellulose, cellulose 52,45% and 10,62% lignin) and bagasse hydrolyzate with 7,0% H2SO4 (0,20% hemicellulose, 68,82% to 25,33% cellulose and lignin) were evaluated for each enzymatic obtained. Compared to others, the enzymes produced by P. sanguineus incubated in sugarcane bagasse showed better efficiency in getting glucose with an average grade of 0,14 g-L. Although low levels of glucose determined in this work, in relation to the literature, it can be stated that the enzymes laccase, manganese peroxidase and lignin peroxidase, demonstrated good hydrolytic potential, especially for those produced by the fungus P. sanguineus.

Orientador: Marli Teixeira de Almeida Minhoni / Banca: Maria Cristina Teixeira Duarte / Banca: Meire Cristina Nogeura de Andrade / Resumo: A produção de bioetanol e de açucares a partir do caldo de cana gera como um dos subprodutos, o bagaço. Atualmente, esse último, uma biomassa industrial lignocelulósica, pode ser aproveitado para produção de etanol de segunda geração, desde que previamente submetido a processos hidrolíticos para gerar açúcares fermentescíveis. O objetivo deste trabalho foi estimar a produção de bioetanol a partir desta biomassa agroindustrial. Para tanto, foram utilizados os cogumelos Lentinula edodes, Pleurotus ostreatus, Pleurotus eryngii e Pycnoporus sanguineus como potenciais fontes produtoras das enzimas lacase, manganês peroxidase e lignina peroxidase, capazes de hidrolisar o bagaço de cana-de-açúcar. As maiores atividades enzimática observadas para L. edodes, P. ostreatus, P. sanguineus e P. eryngii para lacase foram de 39,23 U-mL ao 25º dia de incubação, 2,5 U-mL e 80 U-mL ao 27º dia de incubação, e 16,45 U-mL ao 15º dia, respectivamente. As enzimas MnP e LiP não apresentaram resultados expressivos. A hidrólise enzimática do bagaço de cana in natura (32,17% de hemicelulose, 52,45% de celulose e 10,62% de lignina) e o bagaço de cana hidrolisado com H2SO4 7,0% (0,20% de hemicelulose, 68,82% de celulose e 25,33% de lignina) foram avaliados para cada conjunto enzimático obtido. Comparado aos demais, as enzimas produzidas pelo P. sanguineus incubado em bagaço in natura apresentaram uma melhor eficiência na conversão dos açúcares, com teor médio de 0,14 g-L de glicose. Embora os baixos teores de glicose determinada nesse trabalho, em relação com a literatura, pode-se afirmar que as enzimas lacase, manganês peroxidase e lignina peroxidase, demonstraram ter potencial hidrolítico, principalmente para as produzidas pelo fungo P. sanguineus / Abstract: The production of ethanol and sugar from sugarcane juice bagasse is generate byproduct. Currently, the bagasse, an industrial lignocellulosic biomass can be used for production of second generation ethanol, since when submitted to hydrolytic processes generate fermentable sugars. The objective of this study was to estimate the production of bioethanol from this agro biomass. Lentinula edodes, Pleurotus ostreatus, Pleurotus eryngii and Pycnoporus sanguineus were used as potential sources producing enzymes laccase, manganese peroxidase and lignin peroxidase, capable of hydrolyzing the sugarcane bagasse. The highest activity of enzymes, observed for L. edodes, P. ostreatus, P. sanguineus and P. eryngii were to 39.23 U-mL laccase after 25 days of incubation, 2,5 U-mL and 80 U-mL after 27 days of incubation, and 16,45 U-mL on 15 day, respectively. MnP and LiP showed no significant results. The enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse in natura (32,17% hemicellulose, cellulose 52,45% and 10,62% lignin) and bagasse hydrolyzate with 7,0% H2SO4 (0,20% hemicellulose, 68,82% to 25,33% cellulose and lignin) were evaluated for each enzymatic obtained. Compared to others, the enzymes produced by P. sanguineus incubated in sugarcane bagasse showed better efficiency in getting glucose with an average grade of 0,14 g-L. Although low levels of glucose determined in this work, in relation to the literature, it can be stated that the enzymes laccase, manganese peroxidase and lignin peroxidase, demonstrated good hydrolytic potential, especially for those produced by the fungus P. sanguineus. / Mestre

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-09-24T13:27:47Z No. of bitstreams: 1 2012_AnaCarollineRibeirodeToledoPinto.pdf: 1319633 bytes, checksum: bc40b50d797b11f2563013e434756f8f (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2012-10-01T13:48:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_AnaCarollineRibeirodeToledoPinto.pdf: 1319633 bytes, checksum: bc40b50d797b11f2563013e434756f8f (MD5) / Made available in DSpace on 2012-10-01T13:48:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_AnaCarollineRibeirodeToledoPinto.pdf: 1319633 bytes, checksum: bc40b50d797b11f2563013e434756f8f (MD5) / A cana de açúcar é a segunda cultura mais abundante no país, e tem como resíduo o bagaço de cana, o qual é constituído por células vegetais que possuem uma parede celular composta por celulose, hemicelulose e pectina, além da lignina. A biomassa lignocelulósica armazena grande quantidade de energia química, que pode ser convertida em diversas outras fontes energéticas. Fungos filamentosos são microrganismos capazes de produzir e secretar enzimas variadas para utilizar a parede celular vegetal como fonte de carbono. Nesta dissertação foi analisado o secretoma de Aspergillus oryzae crescido em estado sólido de bagaço de cana como fonte de carbono. Foram testadas duas soluções para a extração do secretoma, a) tampão acetado de sódio 0,25mM, pH 5,0 e b) tampão acNa 0,25mM, pH 5,0, 0,1%Tween 80. As amostras foram submetidas às análises enzimáticas, eletroforéticas e por espectrometria de massas (LC-MS/MS). As análises enzimáticas e eletroforéticas mostraram que não houve diferença entre os dois métodos de extração. Além disso, o detergente Tween 80 aparenta aumentar a extração de proteínas vindas do bagaço de cana, o que não é desejável para a análise por espectrometria de massas. A comparação do secretoma de A. oryzae em estado sólido com o secretoma deste em cultura submersa usando meio contendo bagaço mostrou diferenças significativas, sendo o secretoma em estado sólido mais diversificado enquanto o secretoma em cultura submersa apresentou maior abundância de determinadas proteínas. A análise do secretoma produzido em estado sólido por espectrometria de massas permitiu a identificação de 47 proteínas não redundantes, sendo 19 relacionadas à degradação de biomassa lignocelulósica. O polimorfismo enzimático em A. oryzae pode ter sido a justificativa para o baixo número de identificações. As proteínas intracelulares identificadas podem ter sido consequência do processo de extração, mas podem também ter sido secretadas por vias não convencionais, da mesma forma que ocorre em protozoários. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The sugarcane crop is the second more abundant crop in Brazil, and has as waste sugarcane bagasse, which is constituted by plant cells with a cell wall composed of cellulose, hemicellulose and lignin. The lignocellulosic biomass stores a large amount of chemical energy, which can be converted to another sources of energy. Filamentous fungi are a group of organisms that are able to secrete a variety of proteins to disrupt cell wall structure for further carbon assimilation. In this work, Aspergillus oryzae was submitted to solid state-fermentation and it was analyzed two different solutions for extraction of proteins secreted by the fungus as follows: a) 0.25 mM sodium acetate buffer, pH 5; b), 0.25 mM sodium acetate buffer, pH 5, 0.1% Tween 80. The samples were analyzed by enzymatic assays, electrophoretical profile and mass spectrometry (LC-MS/MS) analysis. Enzymatic and electrophoretical analysis showed that there were no differences between extraction with sodium acetate buffer and the extraction buffer with Tween 80. Moreover, Tween 80 seems to increase sugarcane bagasse proteins solubilization in the sample, which is not desirable for MS analysis. The comparison between A.oryzae’s secretome in solid-state culture and in submerged culture using sugarcane bagasse as carbon source showed remarkable differences, being the solid-state secretome more complex and the submerged-culture secretome with some more abundant proteins. Mass spectrometry analysis of solid-state secretome allowed the identification of 47 non redundant proteins, and 19 of them were related with biomass degradation. The high degree of enzymatic polymorphisms in A. oryzae might be the reason of few identified proteins. Intracellular proteins may be a consequence of extraction process, but they could be secreted in an unconventional secretion pathway, as those ones observed in protozoan parasites.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas Departamento de Biologia Celular, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-09-24T12:59:02Z No. of bitstreams: 1 2012_PedroAlvesMartins.pdf: 2817452 bytes, checksum: e51e7a47a4726d306b0c4fcecf8ab2e2 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2012-10-02T12:06:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_PedroAlvesMartins.pdf: 2817452 bytes, checksum: e51e7a47a4726d306b0c4fcecf8ab2e2 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-10-02T12:06:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_PedroAlvesMartins.pdf: 2817452 bytes, checksum: e51e7a47a4726d306b0c4fcecf8ab2e2 (MD5) / Os fungos filamentosos quando submetidos ao crescimento em meios contendo material lignocelulósico, são capazes de produzir diferentes tipos de enzimas extracelulares responsáveis por catalisar a hidrólise de celulose, hemicelulose e outros polissacarídeos encontrados nas paredes celulares vegetais. Algumas dessas enzimas podem ser aplicadas comercialmente em processos industriais, como nas indústrias alimentícia, têxtil, papeleira e também na produção de bioetanol. O fungo filamentoso mesofílico e de distribuição cosmopolita Aspergillus niger é saprófita e apresenta potencial biotecnológico como produtor de enzimas hidrolíticas O presente trabalho tem como objetivo a purificação de xilanases de A. niger bem como a análise do seu secretoma (conjunto de proteínas secretadas) após seis dias de crescimento em meio sintético suplementado com 1% de bagaço de cana como única fonte de carbono. Uma fração xilanolítica (Xyl) previamente purificada por cromatografia de exclusão molecular revelou ser composta por polipeptídeos distintos apresentando diferentes pIs como demonstrado por eletroforese bidimensional (2-DE). A fim de aperfeiçoar a purificação de Xyl e separar possíveis isoformas, Xyl foi submetido às cromatografias de troca aniônica (CTA) em pH 8,5 e de troca catiônica (CTC) em pH 5,0. A CTA separou uma fração contendo apenas dois polipeptídeos como demonstrado por 2-DE. Um spot foi identificado como sendo uma endo-1,4-β-xilanase e o outro não pôde ser identificado. A xilanase presente na fração purificada exibiu um Km de 6.46 mg/ml e uma Vmax de 1.984 UI.mL-1 para xilana solúvel. A fim de ser submetido à análise proteômica,o secretoma foi primeiramente submetido à digestão tríptica tanto em solução quanto após separação eletroforética em gel de poliacrilamida. Os peptídeos resultantes foram analisados por LC-MS/MS-Orbitrap em modo Data Dependent Acquisition. A abordagem de digestão em gel propiciou a identificação de 55 proteínas comparada à identificação de apenas 14 proteínas utilizando a digestão em solução. A maioria das proteínas identificadas pertence à classe das hidrolases, sendo as xilanases as mais abundantes. Estes resultados correspondem aos ensaios enzimáticos realizados e à composição esperada do secretoma: um arsenal de enzimas capazes de promover a hidrólise do substrato e prover meios para o desenvolvimento e crescimento do fungo. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / When submitted to growth in media containing lignocellulosic materials, filamentous fungi are able to produce different kinds of extracellular enzymes, which are responsible to catalyze the hydrolysis of cellulose, hemicellulose and other polysaccharides found on plant cell wall. Some of these enzymes can be commercially applied to industrial processes, such as the ones used on food, paper and textile industry as well as on the production of bioethanol. Aspergillus niger, a mesophilic and saprophytic filamentous fungus, possesses biotechnological potential as a producer of hydrolytic enzymes. The present work aims at purifying xylanases from A. niger and analyzing its secretome (group of secreted proteins) after six days of growth on synthetic medium supplemented with 1% sugarcane bagasse as the only carbon source. A xylanolytic fraction (Xyl) previously purified by molecular exclusion chromatography was shown to be composed of different polypeptides bearing different pIs as demonstrated by two-dimensional electrophoresis (2-DE). In order to improve Xyl purification and to separate possible xylanase isoforms, Xyl was submitted to both Anion Exchange Chromatography (AEC) at pH 8.5 and Cation Exchange chromatography (CEC) at pH 5.0. The AEC approach could successfully isolate a fraction containing two different polypeptides as demonstrated by 2-DE. One spot was identified as an endo-1,4-β-xylanase and the other couldn’t be identified. This xylanase in the purified fraction exhibited a Km of 6.46 mg/ml and a Vmax of 1.984 IU.mL-1 for soluble xylan. For proteomic analysis, the secretome was firstly submitted to In-solution trypsin digestion or alternatively to SDS-PAGE followed by trypsin digestion of gel slices. Resulting peptides were then analyzed by LC-MS/MS-Orbitrap using Data Dependent Acquisition mode. Overall, the In-gel digested samples provided identification of 55 proteins comparing to only 14 identified proteins in In-solution digested samples. Most proteins identified in A. niger secretome belonged to the hydrolase class, being xylanases the most abundant ones. These findings correspond to experimental enzymatic assays and the expected secretome composition: an arsenal of enzymes capable of hydrolyzing the substrate and providing ways for the fungi growth and development.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-06-28T14:59:15Z No. of bitstreams: 1 2013_DianaPaolaGomezMendoza.pdf: 3302680 bytes, checksum: 30eebfba95186093786be13ff26f3486 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-06-28T15:12:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_DianaPaolaGomezMendoza.pdf: 3302680 bytes, checksum: 30eebfba95186093786be13ff26f3486 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-28T15:12:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_DianaPaolaGomezMendoza.pdf: 3302680 bytes, checksum: 30eebfba95186093786be13ff26f3486 (MD5) / Trichoderma harzianum é um fungo filamentoso capaz de secretar enzimas hidrolíticas ao meio extracelular as quais agem despolimerizando componentes da biomassa vegetal como celulose e hemicelulose. O conjunto de proteínas secretadas por uma célula é denominado de secretoma, uma subpopulação do proteoma total. Amostras correspondentes ao secretoma de T. harzianum foram obtidas por fermentação submersa (SmF) em meio sintético suplementado com 1 %(m/v) de glicose, celulose, xilana ou bagaço de cana como fonte de carbono. Os secretomas foram posteriormente submetidos à análise proteômica seguindo duas abordagens distintas, eletroforese bidimensional (2-DE) seguida de espectrometria de massas MALDI-TOF/TOF para a identificação de polimorfismos proteicos provenientes do gel, e LC-MS/MS para identificação do total de proteínas presentes em cada amostra. Os secretomas de T. harzianum foram igualmente tratados com a enzima PNGase F a fim de detectar presença de proteínas glicosiladas e mudanças no perfil bidimensional das amostras. O crescimento nas diferentes fontes de carbono resultou na identificação de diversos grupos de proteínas extracelulares que incluíram glicosil hidrolases como celulases, xilanases, pectinases e quitinases, bem como proteínas associadas à parede celular fúngica como hidrofobinas e proteínas elicitoras e um alto número de proteínas putativas, cuja expressão diferencial parece estar regulada pela natureza e complexidade da fonte de carbono utilizada na cultura. Adicionalmente este trabalho apresenta evidência sobre a ocorrência de complexos multienzimáticos no secretoma do fungo após o crescimento por SmF em bagaço de cana, graças à utilização de técnicas eletroforéticas, enzimológicas e espectrométricas como BN-PAGE, zimografia e LC-MS/MS, respectivamente. Os resultados indicam que proteínas secretadas por T. harzianum naturalmente envolvidas na desconstrução de substratos (hemi) celulolíticos e quitinolíticos formam parte de elementos oligoméricos constituídos por subunidades de diferente especificidade catalítica que aparentemente são requeridas para uma conversão eficiente e específica dos polímeros da biomassa. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Trichoderma harzianum is a filamentous fungus able to secret hydrolytic enzymes to the extracellular medium which act degrading the biopolymeric components of plant biomass such as cellulose and hemicellulose in fermentable sugars. This set of secreted proteins corresponds to the secretome, a subset of the proteome. The samples related to the T. harzianum secretome were obtained by submerged fermentation (SmF) in synthetic medium supplemented with1% (w/v) glucose, cellulose, xylan or sugarcane bagasse as a carbon source. The secretomes were explored by two different proteomic approaches, gel-based proteomics using two-dimensional electrophoresis (2-DE) followed by MALDI-TOF/TOF mass spectrometry for the identification of the protein polymorphisms from the gel, and gel-free proteomics using LC-MS/MS for identification of the total of protein present in each sample. The T. harzianum secretomes were also treated with the enzyme PNGase F in order to detect the presence of glycosylated proteins and changes in the dimensional profile of the samples. Growth on different carbon sources resulted in the identification of several groups of extracellular proteins such as glycoside hydrolases including cellulases, xylanases, pectinases, chitinases, as well as cell-wall associated hydrophobins and elicting proteins, and putative proteins whose differential expression appears to be regulated by the nature and complexity of the carbon sources used in the culture. In addition the occurrence of multienzymatic complexes in the secretome after SmF growth in sugarcane bagasse containing medium was demonstrated by means of electrophoretic, spectrometric and enzymologic techniques, such as BN-PAGE, zimography, and LC-MS/MS, respectively. The results indicate that enzymes and proteins secreted by T. harzianum naturally involved in the deconstruction of (hemi) cellulolytic and chitinolytic substrates are part of oligomeric elements composed of subunits with different catalytic specificities apparently required for specific and efficient conversion of biomass polymers.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, 2009. / Submitted by Allan Wanick Motta (allan_wanick@hotmail.com) on 2010-03-11T20:16:38Z No. of bitstreams: 1 2009_DianaPaolaGomezMendonza.pdf: 1719944 bytes, checksum: 7f9cd7d8e9a8ea98371da5f284ba1d63 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-05-04T18:33:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_DianaPaolaGomezMendonza.pdf: 1719944 bytes, checksum: 7f9cd7d8e9a8ea98371da5f284ba1d63 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-05-04T18:33:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_DianaPaolaGomezMendonza.pdf: 1719944 bytes, checksum: 7f9cd7d8e9a8ea98371da5f284ba1d63 (MD5) Previous issue date: 2009 / O fungo filamentoso Trichoderma harzianum conhecido produtor de enzimas extracelulares como xilanases e celulases foi crescido em três fontes de carbono quimicamente definidas, glicose, celulose e xilana e uma fonte complexa, bagaço de cana, a fim de determinar-se as variações que cada uma geraria na atividade enzimática e na composição do secretoma do fungo. A produção enzimática de T. harzianum sobre bagaço de cana foi inicialmente avaliada durante 15 dias, evidenciando pouca variação em termos de concentração, produção de proteínas e perfis eletroforéticos ao longo do tempo. Após crescimento por 9 dias, detectou-se atividade xilanolítica (0,00610 UI/mL) e celulolítica (0,00497 UI/mL, 0,00926 UI/mL) no meio suplementado com glicose, indicando uma possível produção constitutiva das enzimas. A mais alta atividade xilanolítica(0,09514UI/mL) e celulolítica (0,03257UI/mL, 0,06353UI/mL) foram observadas quando T. harzianum foi cultivado em meio com bagaço de cana como fonte de carbono. Os secretomas foram submetidos a eletroforese bidimensional (2-DE) em faixa de pH 3-10 que mostrou perfil pouco complexo na amostra do meio com glicose e uma maior concentração de spots protéicos na região ácida dos demais géis. Foram então realizadas eletroforeses 2-DE na faixa de pH 4-7, a fim de obter melhor resolução de spots correspondentes a possíveis isoformas protéicas. Os géis bidimensionais na faixa de 4-7 foram submetidos a análise de imagens para determinar o número total de spots em cada gel assim como os spots exclusivos e os pareados entre as diferentes condições. Tentativas de identificação de spots por peptide mass fingerprinting e MS/MS mostraram baixa porcentagem de sucesso, provavelmente devido ao baixo número de sequências de T. harzianum em banco de dados e a existência de modificações pós-traducionais como glicosilações nas enzimas secretadas. Nacetil-glucosaminidase e α-L-Arabinofuranosidase, foram identificadas no secretoma obtido em meio contendo bagaço de cana. Espera-se que a conclusão dos mapas secretômicos possa contribuir na compreensão dos mecanismos de expressão e secreção de enzimas de T. harzianum e aplicações destas em processos biotecnológicos. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The filamentous fungus Trichoderma harzianum recognized producer of extracellular enzymes such as xylanase and cellulases was grown in three chemically defined carbon sources, glucose, cellulose and xylan, and a complex source, sugarcane bagasse, in order to determine the variations in enzyme activity and secretome composition of fungus. The enzyme production of T. harzianum on sugarcane bagasse, was initially evaluated for 15 days, showing little variation in terms of concentration, protein production and electrophoretic profiles over time. After 9 days of growth, xylanolytic (0,00610 UI/mL) and cellulolytic (0,00497 UI/mL, 0,00926 UI/mL) activities were detected in the medium supplemented with glucose, indicating a possible constitutive production of enzymes. The major cellulolytic (0,03257UI/mL, 0,06353UI/mL) and xylanolytic (0,09514UI/mL) activities were observed when the T. harzianum was grown in medium with sugarcane bagasse. The secretoms were subjected to two-dimensional electrophoresis (2-DE) in pH range 3-10 showed low complex profile in the sample of medium with glucose and a greater concentration of proteic spots in the acidic region of other gels. Electrophoresis were then performed 2-DE in the range of pH 4-7, to obtain greater resolution of spots corresponding to possible protein isoforms. The two-dimensional gels in the range of 4-7 were subjected to computational analysis of images that showed the total number of spots in each gel as well as exclusive and matched spots between the different conditions. Attempts to identify spots by peptide mass fingerprinting and MS / MS showed low percentage of success, probably due to the low number of sequences of T. harzianum in the database and the existence of posttranslational modifications as glycosylation in the secreted enzymes. N-acetyl-glucosaminidase and α-L- arabinofuranosidase, were identified in sugarcane bagasse secretome. It is expected that the conclusion of secretomic maps can contribute to a better understanding of the expression and secretion mechanisms of T. harzianum enzymes and their applications in biotechnological processes.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, 2009. / Submitted by Raquel Viana (tempestade_b@hotmail.com) on 2010-04-12T17:42:29Z No. of bitstreams: 1 2009_MarcianoRegisRubini.pdf: 2622231 bytes, checksum: f773aa263b3bbdea97f0aa7e2286386a (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-05-03T21:06:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_MarcianoRegisRubini.pdf: 2622231 bytes, checksum: f773aa263b3bbdea97f0aa7e2286386a (MD5) / Made available in DSpace on 2010-05-03T21:06:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_MarcianoRegisRubini.pdf: 2622231 bytes, checksum: f773aa263b3bbdea97f0aa7e2286386a (MD5) Previous issue date: 2009-08 / Neste trabalho foram realizados estudos pioneiros de Biologia Molecular com o fungo Penicillium echinulatum linhagem 9A02S1 (DSM 18942), que resultaram no primeiro isolamento e caracterização de um cDNA correspondente ao gene egl1, codificador da endoglicanase 1 (EGL1). O cDNA egl1 foi obtido a partir de uma biblioteca construída sob condições de indução do sistema celulolitico deste fungo. Sua sequência, de 1161 pares de bases, exibe alto grau de identidade com genes de endoglicanases fúngicas da família 5A. Este codifica uma proteína predita de 387 resíduos de aminoácidos, com massa molecular de 41,1 kDa, ponto isoelétrico teórico de 4,99 e um sitio potencial de N glicosilação. A proteína predita possui três diferentes domínios: um domínio catalítico, um domínio de ligação à celulose (CBD) altamente conservado, e uma região de conexão entre os dois domínios (hinge). A partir da seqüência predita de aminoácidos de EGL1 foi possível realizar a modelagem tridimensional, utilizando-se proteínas existentes em banco de dados (PDB). Tal proteína apresenta propriedades estruturais similares às endoglicanases da família 5A. O cDNA egl1 foi clonado em um vetor de expressão de Pichia pastoris, pPIC9. Após a transformação, clones recombinantes exibindo maior atividade enzimática foram selecionados, utilizando-se micro-fermentações em placa Deep Well. Após a seleção do melhor clone produtor, foram avaliadas as propriedades bioquímicas da enzima recombinante, bem como a otimização das condições de cultivo e posterior caracterização de sua cinética enzimática. A enzima recombinante expressa em P. pastoris apresenta características de particular interesse para a utilização em processos indústriais: uma atividade ótima na faixa de pH 5,0 – 9,0, temperatura ótima a 60°C, exibindo alta termoestabilidade a 70°C após uma hora de pré-incubação, sendo a atividade da EGL1 recombinante fortemente estimulada pela adição do íon cálcio na reação. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work describes the pioneering molecular biology studies with the fungus Penicillium echinulatum lineage 9A02S1 (DSM 18942), which resulted in the first isolation and characterization of a cDNA corresponding to an egl1 gene, encoding a endoglucanase 1 (EGL1). The egl1 cDNA was obtained from a library constructed under induction conditions of the cellulolytic system of this fungus. The cDNA sequence is 1,161 base pairs long, showing high identity scores with genes of fungal endoglicanases family 5A. It encodes a predicted protein of 387 amino acid residues, with molecular mass of 41.1 kDa, theoretical isoelectric point of 4.99 and a potential site of N-glycosylation. The predicted protein has three different domains: a catalytic domain, a highly conserved carbohydrate binding domain (CBD), and a region linking the two domains (hinge). From the predicted amino acid sequence of EGL1 it was possible to perform a three-dimensional modeli, using protein sequences deposited in data bank (PDB). The solved structure revealed that this protein displays structural properties similar to those observed in family 5A endoglucanases. The egl1 cDNA was cloned in a Pichia pastoris expression vector, pPIC9. Following transformation, recombinant clones with higher enzymatic activity were selected, using microfermentations in Deep Well plates. After selecting the best producer clone, we evaluated the biochemical properties of recombinant enzyme, as well as the optimization of culture conditions and subsequent characterization of the enzyme kinetics. The recombinant EGL1 secreted by the recombinant P. pastoris revealed characteristics of particular interest for industrial applications: an optimal activity over a broad range pH (5.0 – 9.0) and an optimal temperature of 60°C. The recombinant EGL1 showed high thermostability at 70°C after 1 h of pre-incubation, and the activity of recombinant EGL1 was strongly stimulated by the addition of calcium ion in the reaction.

Orientador: Nelson E. Duran Caballero / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-20T11:31:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Angelo_RaquelSimoes_M.pdf: 2251773 bytes, checksum: 05805c4bf1086c33b598d7dda141a53c (MD5) Previous issue date: 1995 / Mestrado

Orientador: Gustavo Orlando Bonilla Rodriguez / Banca: Marinonio Lopes Cornelio / Banca: Marcia Maria de Souza Moretti / Resumo: As pectinases são um grupo de enzimas capazes de degradar polissacarídeos pécticos (pectinas). Estas enzimas são utilizadas na indústria de produção de sucos de frutas, vinhos, têxtil, papel, chá, óleos e etc. O presente trabalho teve por objetivo produzir, purificar e caracterizar a pectinase exo-poligacturonase (exo-PG - EC 3.2.1.67) do fun-go termofílico Rhizomucor pusillus. A enzima foi produzida por cultivo submerso e puri-ficada por salting-out e cromatografia. Este método se revelou como o mais adequado empregando 95 % de sulfato de amônio, sendo que com esta técnica foi possível obter a enzima quase livre de contaminantes e com um rendimento de aproximadamente 74 %. Um passo subsequente de cromatografia de interação hidrofóbica é capaz de re-mover os contaminantes remanescentes. A enzima pura possui massa molecular ao redor de 43,5-47 kDa, pH ótimo de 4,0, temperatura ótima de 61 °C, é estável a uma faixa de pH que varia de 3,5 a 6,5, possui estabilidade térmica de 30 até 60 °C e é ati-vada na presença de Ca+2. O ponto isoelétrico da exo-PG é 6,2 e estudos termodinâ-micos mostraram se tratar de uma enzima termofílica, destacando seu tempo de meia-vida t1/2 de 2.310 min., a 50 °C. O perfil da hidrólise foi analisado por eletroforese capi-lar e os estudos indicam que a enzima em estudo apresenta um padrão de hidrólise sequencial (exo). A identificação dos aminoácidos por espectrometria de massa do tipo MALDI-TOF e a comparação com bancos de dados revelou a maior identidade dos fragmentos sequenciados da exo-PG de R. pusillus com a enzima correspondente de Aspergillus fumigatus. Os testes de aplicação das enzimas do extrato bruto mostraram um aumento da extração de suco e um auxílio no processo de hidrólise, sendo que este não foi observado com a enzima pura / Abstract: Pectinases are a group of enzymes capable of degrading pectic polysaccharides (pec-tin). These enzymes are used in the industry for production of fruit juices, wines, tex-tiles, paper, tea, oils, etc. This study aimed to produce, purify and characterize an exo-poligacturonase (exo-PG - EC 3.2.1.67) from the thermophilic fungus Rhizomucor pu-sillus. The enzyme was produced by submerged cultivation and purified by chromatog-raphy and salting out. This has proved to be the most appropriate using 95 % ammoni-um sulfate, and with this technique it was possible to obtain the enzyme almost free of contaminants and with a yield of approximately 74 %. A subsequent step of hydropho-bic interaction chromatography is able to remove the remaining contaminants. The pure enzyme has molecular mass around 43.5-47 kDa, optimum pH of 4.0, optimum tem-perature of 61 °C, is stable at a pH range between 3.5 and 6.5, presents thermal stability from 30 to 60 °C and is activated in the presence Ca2+. The isoelectric point of the exo-PG is 6.2 and thermodynamic studies have shown that it is a thermophilic enzyme, highlighting its half-life t1/2 of 2,310 minutes at 50 °C. The profile of hydrolysis was ana-lyzed by capillary electrophoresis and studies indicate that the enzyme in this study has a pattern of sequential hydrolysis (exo). The identification of amino acids by mass spec-trometry MALDI-TOF and a comparison with data banks showed the highest identity of the sequenced fragments of exo-PG from R. pusillus with the corresponding enzyme from Aspergillus fumigatus. The application tests of the enzymes of the crude extract showed increased extra juice extraction and a higher yield in the hydrolysis process, but this was not observed with the pure enzyme / Mestre