Orientador: Eleni Gomes / Coorientador: Sebastião Taboga / Banca: Fernando Carlos Pagnocca / Banca: Adalberto Pessoa / Banca: André Luis Ferraz / Banca: Gustavo Orlando Bonilla Rodriguez / Resumo: No presente estudo, o fungo termofílico Myceliophthora thermophila M.7.7, foi cultivado em fermentação em estado sólido (FES), usando como fonte de carbono misturas de bagaço de cana, palha de cana e palha de milho, com farelo de trigo (w/w 1:1). As fontes de nutrientes minerais avaliadas foram substâncias químicas analíticas e fertilizantes agrícolas. Os efeitos das condições de fermentação, tais como temperatura, pH e umidade sobre a produção de xilanase, endoglucanase e β-glucosidase foram estudados. Além disso, foi realizado o prétratamento do bagaço e da palha de cana submetidos a 2 min de irradiação em micro-ondas com glicerol 70% em solução ácida, alcalina e água destilada. As frações sólidas resultantes do pré-tratamento foram utilizadas nas análises de fibras, TGA, DTG, DSC, FTIR e microscopia eletrônica de transmissão e as frações líquidas, para análises de açúcares e fenóis. Amostras de bagaço e de palha tratados e não tratados (controle) foram submetidas à hidrólise enzimática por 24 e 72 horas, a 55 °C, usando as soluções enzimáticas obtidas do cultivo de M. thermophila M.7.7. e comercial (Celluloclast 1.5L) com atividade de endoglucanase padronizadas a 60 U/g de substrato seco ou com relação à quantidade total de proteínas das soluções (5 mg/g de substrato seco). Ao extrato de M. thermophila M.7.7 foi feita uma suplementação com enzima β-glicosidase comercial, de modo a atingir a mesma atividade presente na enzima Celluloclast. As atividades máximas de xilanase (446,9 U/mL), endoglucanase (94,7 U/mL) e β-glicosidase (2,8 U/mL) foram obtidas no cultivo por FES com 70% de umidade, a 40 ºC, usando palha de milho e farelo de trigo e solução nutriente composta por fertilizantes agrícolas, com pH ajustado para 5,0. Os espectros de infravermelho e as análises térmicas mostraram que o prétratamento agiu principalmente sobre a lignina e a hemicelulose do bagaço de cana, ... / Abstract: This study investigated the effect of non expensive carbon and nitrogen sources on enzyme production by Myceliophthora thermophila M.7.7 in solid-state fermentation. Three kinds of lignocellulosic waste (corn straw, sugarcane bagasse and sugarcane straw) and six nitrogen sources (urea, calcium nitrate, analytical ammonium sulphate, yeast extract, agricultural fertilizer NPK 20-05-20 and fertilizing grade ammonium sulphate) were tested. Some physical-chemical parameters of the fermentation, such as temperature, initial pH and moisture content of the substrate on enzyme production were evaluated. Furthermore, the pre-treatment of bagasse and sugar cane straw with microwave radiation in presence of glycerol diluted in water, sulphuric acid and sodium hydroxide on the chemical composition, fiber structure and the efficiency of subsequent enzymatic hydrolysis was investigated. Bagasse and cane straw were subjected to 2 min of irradiation and the solid fractions resulting were used in the analysis of fibers, TGA, DTG, DSC, FTIR, X-ray and transmission electron microscopy and liquid fractions used to detemine sugar and phenol contents. Samples of bagasse, treated cane straw and untreated cane straw (control) were submitted to enzyme hydrolysis for 24 to 72 h at 55 °C with enzymatic solutions obtained by the cultivation of M. thermophila M.7.7. and Celluloclast 1.5L based on 60 U of endoglucanase activity per g of dry substrate or on the total amount of protein solutions (5 mg protein/g of dry substrate). The enzyme solution from M. thermophila M.7.7 was supplemented with a commercial β-glucosidase in order to achieve the same activity present in Celluclast. The maximum xylanase activity (446.9 U/ml), endoglucanase (94.7 U/ml) and β-glucosidase (2.8 U/mL) were obtained in the cultivation by SSF with 70% humidity, 40 °C using corn stover and wheat bran and nutrient solution composed of agricultural fertilizers, with pH adjusted to 5.0. ... / Doutor

Orientador: Heloiza Ferreira Alves-Prado / Banca: Fabiana da Fonseca Zanoelo / Banca: Ana Maria Cassiolato / Banca: Paulo César Ceresini / Banca: Gustavo Orlando Bonilla Rodriguez / Resumo: O presente trabalho configura-se no estudo da produção de enzimas degradadoras de parede celular de plantas (EDPCP), produzida por Rhizoctonia solani AG-1 IA obtido de culturas de arroz, braquiária e soja. As enzimas inicialmente estudadas foram celulases, β-glucosidase, xilanase, pectinases, amilase, lípases e proteases excretadas extracelularmente para o meio de cultivo. Foram avaliados 87 isolados de Rhizoctonia solani AG-1 IA, e adotado o cultivo em estado sólido utilizando farelo de trigo como fonte de carbono inicial para indução da produção extracelular das enzimas e avaliar o potencial dos isolados. O estudo do efeito da fonte de carbono foi realizado com cinco isolados de cada tipo de cultura, os quais foram cultivados em farelo de trigo, braquiária triturada, palha de soja, palha de milho, sabugo de milho e palha de arroz. Os melhores resultados para atividade xilanase foi do isolado PA_B1F6 obtido de culturas de braquiária quando cultivado em farelo de trigo (15,82 U mL-1 ), para CMCase e Avicelase os melhores resultados foram obtidos com os isolados MA_217 e TO_064 obtidos de culturas de soja quando cultivado em palha de milho (3,24 U mL-1 ) e palha de soja (2,91 U mL-1 ), respectivamente, e para β-glucosidase os melhores resultados foram obtidos com o isolado TO_022 (2,75 U mL-1 ) obtido de cultura de soja cultivado em braquiária. A atividade de amilase foi superior no cultivo em farelo de trigo para o isolado ROB4D7 (142,88 U mL-1 ) obtido da cultura de braquiária e a pectinase do isolado PA_B1F6 (17,69 U mL-1 ) obtido da cultura de braquiária quando cultivado em substrato braquiária. O isolado MT_S085 obtido da cultura de soja apresentou melhor atividade de protease (1154,52 UAP mL-1 ) no cultivo com farelo de trigo e melhor atividade lípase (30,57 U mL-1 ) quando cultivado em substrato de braquiária. Os cinco isolados de cada tipo de cultura foram... / Abstract: The Present work covers the study of the production of degradative enzymes from plant cell wall (EDPCP) produced by Rhizoctonia solani AG-1 IA isolated from rice, signalgrass and soybean. The enzymes studied initially were cellulases, β-glucosidase, xylanase, pectinase, amylase, lipase and proteases extracellularly secreted into the culture medium. It was evaluated 87 isolates of Rhizoctonia solani AG-1 IA and adopted cultivation in the solid state using wheat bran as the initial carbon source for inducing the production of extracellular enzymes and assess the potential isolates. The study of the effect of carbon source was performed with five isolates of each type of culture which were cultured on wheat bran, comminuted signalgrass, soybean straw, corn stover, corn cobs and rice straw. The best result results for xylanase activity was the isolated PA_B1F6 from cultures of signalgrass grown in wheat bran (15.82 U mL- 1 ) to Avicelase and CMCase and the best results were obtained for the isolated of soybean MA_217 and TO_064 when grown corn straw (3.24 U ml-1 ) and soybean straw (2.91 U ml-1 ), respectively. For β-glucosidase the best results were obtained for the isolated of soybean TO_022 (2.75 U ml-1 ) grown in signalgrass. The amylase activity was higher in culture with wheat bran for isolated ROB4D7 from the signalgrass culture (142.88 U mL-1 ). The best pectinase activity was by the PA_B1F6 isolated signalgrass culture (17.69 U mL-1 ) when grown in signalgrass as substrate. The MT_S085 isolated from soybean showed better protease activity (UAP 1154.52 ml-1 ) in culture with wheat bran. For this same isolated, but when grown in signalgrass substrate was observed the best lipase activity (30.57 U mL-1 ). The five isolates of each type were grown in culture substrates that indicated better xylanase activity to evaluate the activity profile over time. Isolates obtained from ... / Doutor

Orientador: Iracilda Zeppone Carlos / Banca: Carlos Alberto de Oliveira / Banca: Alexandre Batista Duarte / Banca: José Carlos Rebuglio Vellosa / Banca: José Maurício Sforcin / Resumo: esporotricose é uma micose subcutânea causada pelo fungo dimórfico Sporothrix schenckii, apresentando em geral, lesões cutâneas com proliferação via vasos linfáticos especialmente em pacientes imunocomprometidos, o que pode levar a doença sistêmica. Os macrófagos têm um papel importante na resposta imune inata contra diversos patógenos e dependendo do estimulo recebido podem ser polarizados em M1 e M2, os quais apresentam propriedades distintas, sendo que os primeiros possuem atividades proinflamatórias e o segundo anti-inflamatória. Desta forma, o objetivo do trabalho foi verificar a participação das populações de macrófagos M1 e M2 através da avaliação das citocinas IL-12, IL-23, IL-10 e TGF-β, da produção de NO e da atividade da enzima arginase, juntamente com a avaliação fenotípica dessas populações durante todo período experimental. Os resultados revelaram que as células do exsudato peritoneal dos camundongos dos grupos infectados quando desafiadas ex vivo com o exoantígeno e o extrato lipídico foram capazes de levar a produção de IL-12, IL-10 e TGF- β durante todo o período experimental. A produção de IL-23 ocorreu na 2ª e 4ª semana mediante o desafio com o exoantígeno e em todo período experimental com o EL. A fenotipagem revelou a presença de macrófagos tanto M1 quanto M2 durante todo o período experimental, com aumento da expressão do receptor CD206 (M2) no período tardio da infecção, o que explica a produção dos mediadores tanto inflamatórios (IL-12 e IL-23) quanto anti-inflamatórios (IL-10 e TGF- β) encontrados durante toda a cinética. Além das citocinas também foi observada a produção de óxido nítrico e a atividade da enzima arginase. Desta forma os resultados encontrados evidenciam a participação dos macrófagos M1 e M2 durante a esporotricose, uma vez que os M1... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Sporotrichosis is a subcutaneous mycosis caused by the dimorphic fungus, Sporothrix schenckii, generally presenting skin lesions with spread via lymphatic vessels, especially in immunocompromised patients, what can lead to systemic disease. Macrophages play an important role in innate immune response against various pathogens and, depending on the eliciting signals, macrophage can be polarized in M1 and M2, which presents distinct proprieties, so macrophage activation can be either proinflammatory or antiinflammatory. Thereby, the aim of this study was to evaluate the role of macrophage populations M1 and M2, through the evaluation of IL-12, IL-23, IL-10 and TGF-β, NO production and activity of the enzyme arginase, along with phenotypic evaluation of these populations throughout the experimental period. The results showed that peritoneal exudate cells of infected mice groups, when challenged ex vivo with exoantigen and lipid extract, were able to lead to production of IL-12, IL- 10 and TGF-β throughout the experimental period. The production of IL-23 occurred in the 2nd and 4th week through the challenge with exoantigen and throughout the experimental period with the lipid extract. Phenotyping revealed the presence of both macrophages, M1 and M2, throughout the experimental period, with increased expression of the receptor CD206 (M2) in the late infection period, which could explain the production of proinflammatory (IL-12 and IL-23) and anti-inflammatory (IL-10 and TGF-β) mediators found throughout the kinetic, and the nitric oxide production and activity of the arginase enzyme. M1 macrophages are important during sporotrichosis, they have microbicidal activity and are responsible for releasing inflammatory mediators in an attempt to eliminate the fungus Sporothrix schenckii, while the M2 found during... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Departamento de Biologia Molecular, 2012. / Submitted by Gomes Neide (neide@bce.unb.br) on 2014-07-03T16:05:56Z No. of bitstreams: 1 2012_BrunoBenolielRocha.pdf: 6758229 bytes, checksum: 54ff8a4fee8a06cc51e9b37706664923 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-07-07T11:26:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_BrunoBenolielRocha.pdf: 6758229 bytes, checksum: 54ff8a4fee8a06cc51e9b37706664923 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-07T11:26:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_BrunoBenolielRocha.pdf: 6758229 bytes, checksum: 54ff8a4fee8a06cc51e9b37706664923 (MD5) / O Brasil é um grande produtor de resíduos agroindustriais, como o bagaço de cana. Esse substrato poderia ser usado como matéria-prima para produção microbiana de celulases com a finalidade de desenvolver processos sustentáveis como a produção de etanol de segunda geração. Para isso, este trabalho teve como objetivo a triagem de cepas fúngicas isoladas do Cerrado brasileiro com atividades celulolíticas. Entre os 13 isolados analisados o Trichoderma harzianum (L04) foi identificado como um promissor candidato para a produção de celulase quando cultivado em bagaço de cana in natura. A linhagem L04 revelou um complexo celulolítico bem equilibrado, apresentando uma rápida cinética de produção de endoglucanases, exoglucanases e β-glucosidases, obtendo valores máximos de atividades de 4022 UL - 1 (72 h), 1228 UL - 1 (120 h) e 1968 UL - 1 (48 h), respectivamente. Cerca de 60 % de rendimento de glicose foram obtidos a partir do bagaço de cana após 18 horas de hidrólise. Esta nova linhagem representa um candidato em potencial para a produção de celulases utilizando bagaço de cana como fonte de carbono. __________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Brazil is a major producer of agro-industrial residues, such as sugarcane bagasse, which could be used as raw material for microbial production of cellulases as an important strategy for the development of sustainable processes of second generation ethanol production. For this purpose, this work aimed at screening for glycosyl hydrolase activities of fungal strains isolated from the Brazilian Cerrado. Among 13 isolates, a Trichoderma harzianum strain (L04) was identified as a promising candidate for cellulase production when cultured on in natura sugarcane bagasse. Strain L04 revealed a well-balanced cellulolytic complex, presenting fast kinetic production of endoglucanases, exoglucanases and β-glucosidases, achieving 4,022, U.L-1 (72 h), 1,228 U.L-1 (120 h) and 1,968 U.L-1 (48 h) as the highest activities, respectively. About 60% glucose yields were obtained from sugarcane bagasse after 18 hours hydrolysis. This new strain represents a potential candidate for on-site enzyme production using sugarcane bagasse as carbon source.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-11-12T12:04:48Z No. of bitstreams: 1 2013_LeonoraRiosSouzaMoreira.pdf: 10075027 bytes, checksum: 407d5c6accc483b01597be10dc3f3ebf (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-11-19T10:34:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_LeonoraRiosSouzaMoreira.pdf: 10075027 bytes, checksum: 407d5c6accc483b01597be10dc3f3ebf (MD5) / Made available in DSpace on 2013-11-19T10:34:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_LeonoraRiosSouzaMoreira.pdf: 10075027 bytes, checksum: 407d5c6accc483b01597be10dc3f3ebf (MD5) / Bagaço de cana de açúcar, piolho de algodão sujo e casca de soja são resíduos agroindustriais com elevado teor de holocelulose. O fungo filamentoso Aspergillus terreus fui cultivado por 6, 9, e 5 dias, nos meios contendo bagaço, piolho e casca de soja, respectivamente, como fontes de carbono. Quatro xilanases de baixas massas moleculares foram purificadas, com rendimentos variando entre 5,70 e 74,70% e maiores atividades no intervalo de pH 5,0-6,0 e temperaturas entre 45 e 60ºC. Os valores de Km para xilana de bétula solúvel variaram entre 0,42 e 15,33 mg/mL e para xilana insolúvel 0,47 e 10,90 mg/mL. As variações dos valores de Vmax para xilanas solúvel e insolúvel foram 0,15 e 5,37 UI/mL e 0,08 e 2,46 UI/mL, respectivamente. As 2+ 2+ +quatro enzimas foram ativadas pelo íon Mn (10 mM) e inibidas pelos íons Hg e K (1 e 10 mM). MFA mostrou uma distribuição bimodal de partículas globulares, indicando que Xyl T1 é maior que Xyl T2. Xyl T1 e Xyl T2 foram específicas para xilana como substrato. A espectrometria de massa dos digestos trípticos de Xyl T1 e Xyl T2 mostrou dois espectros diferentes. Xyl T1 e Xyl T3 foram inibidas em maior ou menor grau por todos os compostos fenólicos enquanto que Xyl T2 e Xyl T4 foram bastante resistentes a todos os compostos fenólicos testados. Para Xyl T1, houve um aumento ou diminuição do Km aparente com xilana de bétula, dependendo do tipo de composto fenólico utilizado, entretanto houve uma diminuição do Km aparente de Xyl T2 para xilana de bétula, após a incubação desta enzima com todos os compostos fenólicos. A análise do hidrolisado de três tipos de polpas kraft e de xilana de bétula solúvel e insolúvel por Xyl T1 e Xyl T2 mostrou uma predominância na liberação de xilobiose indicando um mecanismo de ação do tipo endo. A ausência de atividade celulolítica demonstra que essas enzimas têm potencial para o uso no branqueamento de papel. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The filamentous fungus Aspergillus terreus was cultivated for 6, 9, and 5 days in media containing bagasse, dirty cotton residue and soybean residue, respectively, as the carbon sources. Low-molecular-weight xilanases, named Xyl T1, Xyl T2, Xyl T3 and Xyl T4, were purified with purification yields ranging between 5.70 and 74.70% and higher activities in the pH range 5.0-6.0 and temperatures between 45 and 60ºC. Km values for soluble and insoluble birchwood xylans were at the interval ranges of 0.42-15.33 mg/mL and 0.47-10.90 mg /mL, respectively. Vmax values for soluble and insoluble birchwood xylans ranged from 0.15 to 5.37 IU/mL and 0.08 to 2.46 IU/mL, 2+ respectively. All the above enzymes were activated by Mn (10 mM) and inhibited by 2+ +Hg and K (1 and 10 mM). AFM showed a bimodal distribution of globular particles, indicating that Xyl T1 is larger than Xyl T2. Xyl T1 and Xyl T2 were specific for xylan as substrate. Mass spectrometry showed two different fingerprinting spectra for Xyl T1 and Xyl T2, indicating that they are distinct enzymes. Xyl T1 and Xyl T3 were inhibited in a greater or lesser degree by all phenolic compounds, while Xyl T2 and Xyl T4 were very resistant to the inhibitory effect of all phenolic compounds tested. The apparent Km for Xyl T1 over birchwood xylan increased or decreased depending on the type of phenolic compound used, however, the apparent Km values of Xyl T2, using birchwood xylan as substrate, decreased in the presence of all phenolic compounds. The hydrolysis of cellulose pulps and soluble and insoluble birchwood xylan by Xyl T1 and Xyl T2 showed predominance in the release of xylobiose indicating an endo-type mechanism. The absence of cellulolytic activity indicates that these enzymes have a potential for use in the pulp bleaching process.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Orientadores: Telma Teixeira Franco, Carlos Ricardo Soccol / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T19:30:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tagliari_CristianeVanessa_D.pdf: 4479697 bytes, checksum: 6be0c025bfea14b198b09f150c93d561 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Avanços na biotecnologia, principalmente na área de tecnologia enzimática e de fragmentações, oferecem oportunidades para a utilização econômica de resíduos agroindustriais. A casca obtida durante o processamento do café por via seca tem sido pouco empregada quando comparada com volume em que é gerada. Este resíduo poderia ser mais utilizado se compostos tóxicos como cafeína e taninos fossem removidos. Fungos filamentosos são capazes de assimilar cafeína e taninos de um meio sintético líquido ou de resíduos de café. Existem poucos trabalhos sobre a detoxificação da casca de café e esta nunca foi relatada com cepas de Rhizopus delemar. A via de degradação da cafeína por este microrganismo e as enzimas envolvidas neste processo também não estão descritas na literatura. O objetivo deste trabaJho foi agregar valor a casca de café por fennentação no estado sólido com R. delemar, investigar a via de degradação da cafeína e caracterizar as enzimas envolvidas neste bioprocesso. As condições de fermentação da casca de café por R. delemar foram otimizadas e os melhores níveis de detoxificação (86% de redução da cafeína e 60% de taninos) foram obtidos em frascos de Erlenmeyer com 75% de umidade inicial, 1O6esporos/g substrato seco, pH 6,5 e 28°C. A cinética do processo fermentativo foi conduzida no biorreator de colunas com as condições otimizadas previamente e indicou que o desenvolvimento do fungo filamentoso e a sua respiração foram relacionados com a degradação de cafeína e de açúcares totais presentes na casca de café. A fase exponencial de crescimento microbiano foi encontrada entre 3 e 5 dias, quando foi detectado máximo consumo de 02 e após a máxima produção das enzimas e degradação da cafeína. Valores máximos de atividade enzimática, 1,8 e 3,3 U/g s.s. para a cafeína e a teofilina demetilase respectivamente, foram obtidos após 2 dias de fermentação em frascos de Erlenmeyer. O extrato enzimático foi estável após estocagem a 2°C e o Km estimado, a temperatura e o pH ótimos foram respectivamente 150J.1M, 30°C e pH 6,5 para a cafeína demetilase e 180J.µM, 30°C e pH 7,4 para a teofilina demetilase. Os resultados mostraram boas perspectivas para a utilização de Rhizopus sp. em processos de detoxificação da casca de café e novas oportunidades poderão surgir para a utilização deste bioproduto e para a aplicação do extrato enzimático obtido neste processo / Abstract: Advances in biotechnology, mainly in the area of enzymes and fermentation technology, offer potential opportunities for economic utilization of agro-industrial residues. The coffee husk obtained during dry processing of coffee has been poorly utilized when compared with the produced volume. Removing the toxics compound as caffeine and tannin, this residue could be more utilized. Filamentous fungi are able to assimilate caffeine and tannins from liquid synthetic media or coffee residue. There are few works about coffee husk detoxification and it was never described with strains of Rhizopus delemar. The caffeine degradation pathway and the enzymes involved in this process have not been described in the literature to. The aim of this work was to improve the nutritive value of coffee husk by solid-state fermentation with R. delemar, to investigate the caffeine degradation pathway and to charactecize enzymes involved in this bioprocess. The conditions of coffee husk fermentation by R. delemar were optimized and the best detoxification levels (86% of caffeine and 60% of tannin reduction) were obtained in Erlenmeyer t1asks with 75% initial moisture, 1O6spores/g dry substrate, at pH 6.5 and 28°C. The kinetic of fermentative process was carried out in packed bed column bioreactor using the conditions previously optimized and showed that the development of filamentous fungi and its respiration was related with caffeine degradation and total sugars presents in coffee husk. The exponential phase of microbial growth was achieved between 3 and 5 days, when was detected maximal 02 consumption and after the maximum production of enzymes and caffeine degradation. The maximum activities, 1.8 and 3.3 U/g d.s. for caffeine and the ophylline demethylase respectively, were achieved at 2 days of fermentation in Erlenrneyer :flasks. The enzymatic extracts were stable after storage at 2°C and the Km estimated, the optimum temperature and pH were respectively 150J.1M, 30°C and pH 6.5 for caffeine demethy1ase and 180J.µM, 30°C and pH 7.4 for theophylline demethy1ase. The results showed good prospects of using Rhizopus sp. for the coffee husk detoxification and would open new opportunities for the utilization of this byproduct and for enzymatic extract application / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: Telma Teixeira Franco, Lucia Regina Durrant / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:02:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tomaz_RoseMarryAraujoGondim_D.pdf: 4644251 bytes, checksum: 70dfbe58b4071cd1f724a85ce480e652 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Inicialmente, foi desenvolvido experimento em casa-de-vegetação com dois tipos de solo, arenoso e argiloso, com o objetivo de avaliar o efeito dos herbicidas diuron e pyrithiobacsodium-sodium na microbiota do solo. Doses de diuron e pyrithiobac-sodium de O, 1, 2, 4 e 8 vezes a dose recomendada para o campo foram aplicadas sobre plantas de algodão, cv IAC 23. Amostras de solos foram coletadas periodicamente para levantamento das populações de fungos, bactérias e actinomicetos, determinação do pH e seleção de fungos no solo com a mais alta dose dos herbicidas. Houve diferença entre a biota dos solos para ambos os herbicidas. A população de fungos e bactérias diminuiu com o acréscimo das doses aplicadas a de actinomicetos aumentou para o solo argiloso e reduziu para o arenoso quando se utilizou o diuron. Para o pyrithiobac-sodium ocorreu aumento da população de fungos, redução do número de bactérias e, em relação aos actinomicetos, a população diminuiu no solo arenoso com o aumento das doses. No solo argiloso, apenas na dose recomendada apresentou crescimento de actinomicetos, havendo redução com as demais doses. Os 106 fungos isolados foram utilizados em experimentos para seleção delinhagens resistentes a concentrações elevadas dos herbicidas, utilizando meio sólido suplementado com concentrações crescentes dos herbicidas especificados. Em paralelo, realizou-se a seleção com 24 linhagens de fungos basidiomicetos utilizando, também, meio sólido com elevadas doses dos herbicidas como fonte de carbono. No total, trezefungos foram selecionados (Pleurotus sp (BCCB 507), Pleurotus sp (CCB 068), Pleurotus sp 016, Agarucu.s campestris, Phanerochaete chrysosportum ATCC 24725 e os isolados de solo DP24e, DP240, DRPO2n, DRP02e, SPI6a, SRPI7g, SRP17c e SRP20e). Esses fungos foram incubados em meio liquido de minerais por três dias. Após os três dias, adicionouse 25 pg.mL-l de diuron ou 10 pg.mL-l de pyrithiobac-sodium ao frasco de cultura e incubou-se por 14 dias. As atividades ligninoliticas e porcentagem de degradação foram analisadas, quando se utilizou diuron como fonte de carbono, as linhagens Pleurotus sp (CCB 068) (85,63%), Pleurotus sp (BCCB 507) (64,30%), Pleurotus sp 016 (62,06%) e os isolados de solo SRP17c (71,08%), SRP17g (69,42%), e SRP20e (66,38%) apresentaram as mais altas porcentagens de degradação. Manganês-peroxidase foi a enzima predominante produzida por todas as linhagens. Quando se utilizou pyrithiobac-sodium, somente três linhagens foram capazes de degradá-lo: Pleurotus sp (CCB 068) (61,35%), Agaricus Campestris (37,86%) e Pleurotus sp (BCCB 507) (16,10%). A MnP foi também a enzima predominante. Considerando ambos os herbicidas, a linhagem Pleurotus sp (CCB 068) foi a melhor de todas as testadas. É importante mencionar que as mais altas atividades enzimáticas foram produzidas por essa linhagem, independentemente do herbicida. Com os resultados de degradação e de atividade enzimática mais expressivos, foram selecionadas quatro linhagens: Pleurotus sp (BCCB 507), SRP17 c, Pleurotus sp (CCB 068) e Ag. Campestris; nas três primeiras se utilizou diuron como fonte de carbono; e nas duas últimas, pyrithiobac-sodium. Esses fungos cresceram em concentrações diferentes de diuron (25 pg.mL-l e 35 pg.mL-l) e pyrithiobac-sodium (10 pg.mL-l 20 pg.mL-l), sendo incubados por 30 dias, determinando-se também a porcentagem de degradação. Quando se utilizou diuron, a mais alta porcentagem de degradação foi obtida no sobrenadante da linhagem SRP17c (35 pg.mL-l) (84,74%), seguida da linhagem SRP17c (25 pg.mL-l) (73,46%) e Pleurotus sp (CCB 068) (35 pg.mL-l) (55,11%). Para o pyrithiobac-sodium, a melhor porcentagem de degradação foi obtida no sobrenadante da linhagem Pleurotus sp (CCB 068) (20 pg.mL-l) (94,61%), seguido da linhagem Pleurotus sp (CCB 068)(10 pg.mL-l) (86,42%) e Ag. Campestris (10 pg.mL-l) (53,36%). De acordo com a identificação realizada para o fungo isolado de solo SRP 17 c, sugere-se que pertença ao gênero Rhizopus / Abstract: Pyrithiobac-sodium is a post-emergence herbicide for early application, registered for broadIeaves control in cotton crops. Diuron is a phenylurea used for weed control on non-crop areas and selectively on crops such as cotton, sugarcane, citrus and pineapple. At present, this herbicide is one of the IDOst used in Brazil. Experiments were carried out in green-house, in order to evaluate the effect of these two compounds on the soil biota. Such compounds were applied in O, 2, 4 and 8 times above the recommended rate, and cotton IAC 23 was used. Cotton was planted in sandy and c1ay soils. Soil samples were collected periodically, until 70 and 135 days after application for pyrithiobac-sodium and diuron, respectively. Counting of fungi, actinomycete and bacteria population was realized, and also sail pH variation and several fungi strains selective1y isolated from sail samples previous1y treated with the higher concentration of diuron and pyrithiobacsodium. The biota showed be different regarding the two soil types. To the sandy soil, the increase of pyrithiobac-sodium rate reduced the actinomycete population. To c1ay soil, on1y the recommended rate increased the number of actinomycete, with reduction for higher rates. In both soils the fungi population increased with the increase of the herbicide rate, occurring the opposite for the bacteria population. For the both of soils treated with diuron, the fungi and bacteria population reduced with the increase of the herbicide rate, and actinomycete population increased in the clay soil and was reduced in the sandy soil. The pH increased gradually during the time in both of the soils studied. A total of 106 strains were isolated, of which 8 were selected for furilier evaluation of potential pesticides degradation on the highest levels of these two compounds: DP24e, DP240, DRPO2n, DRP02e SPI6a, SRP 17c, SRP17g and SRP20e. Twenty-four ligninolytic white rot fungi were also used in the preliminary screen. A solid medium containing 1x, 10x or 100x of the pesticides dos ages indicated for fielding application was used as carbon sources. Five strains were selected: Pleurotus sp BCCB 507, Pleurotus sp CCB 068, Pleurotus sp. 016, Agaricus campestris, Phanerochaete chrysosporium ATCC 24725. These fungi were groWD in liquid medium containing minerais and yeast extract for three days when 25 Jµg mL-1of diuron or 10 Jµg mL-1 of pyrithiobac-sodium were added in the culture flasks, and the cultivators were carried out for up to 14 days. Samples were collected and the supernatants were used for the determination of ligninolytic activities (by spectrophotometric assays) and degradation (by HPLC). When diuron was used, highest degradation were observed by the strains Pleurotus sp CCB 068 (85,63%), Pleurotus sp BCCB 507 (64,30%), Pleurotus sp.016 (62,06%), and the soil-isolated SRP17c (71,08%), SRP17g (69,42%) and SRP20e (66,38%). MnP was the predominant enzyme produced by alI strains. When Pyrithibac-sodium was used for as carbon source in the medium on1y three strains were able to degrade it: Pleurotus. sp. CCB 068 (61,35%),Ag. campestris (37,86%) and Pleurotus sp BCCB 507 (16,105%); MnP was a1so the predominant ligninolytic enzyme produced. A new selection of the best strains was carried out based on the levels of herbicides degradation, and also regarding the ligninolytic activities produced by the fungi. The four strains selected were cultivated for 3,6,9, 12, 15,20,25 and 30 days in the diuron (25 Jµg mL-1 e 35 Jµg roL-I) or pyrithiobac-sodium (10 Jµg mL-1 20 Jµg mL-1). Herbicides degradation measured by HPLC, varied with each strain. Highest degradation of diuron (84,74%) was detected by the strain SRP17c 35 J1g mL-1 followed by strain SRP17c 25 Jµg mL-1 (73,46%) and Pleurotus sp (CCB 068) 35 Jµg mL-1 (55,11%). The greatest degradation ofpiIythiobac-sodium (94,61%) was observed with Pleurotus sp (CCB 068) 20 Jµg mL-1 followed by strain Pleurotus sp (CCB 068) 10 Jµg mL-1(86,42%) and also for Ag. Campestris 10 Jµg roL-1 (53,36%). The strain identification SRP17c suggests that this strain belongs to the Rhizopus Class / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Roberto da Silva / Banca: Gustavo Orlando Bonilla Rodriguez / Banca: Eduardo da Silva Martins / Resumo: Xilanases são enzimas que agem na despolimerização da cadeia de xilana, principal componente da hemicelulose. Elas possuem diversas aplicações industriais tais como, na indústria de alimentos, do papel e de bioenergia. Neste contexto, há destaque para a produção de xilo-oligossacarídeos (XOS), que são considerados prebióticos. Estes possibilitam que probióticos sejam capazes de modular positivamente a microbiota intestinal, causando benefícios ao indivíduo hospedeiro. Nesse sentido, a busca de xilanases microbianas destaca-se como uma estratégia sustentável para a produção de prebióticos. Portanto, o objetivo deste trabalho foi purificar e caracterizar uma xilanase do fungo Myceliophthora heterothallica F.2.1.4 e aplicar esta e duas xilanases recombinantes GH11 do referido fungo para obtenção de XOS. A enzima nativa purificada, com massa molecular estimada em 27 kDa, apresentou atividade máxima em pH 4,5 e 65 °C, e manteve média maior que 90% de sua atividade residual quando exposta a temperaturas entre 30 e 60 °C por 1 hora. Essa enzima pode ser caracterizada como uma endoxilanase pertencente à família GH11. Foram produzidos XOS do bagaço pré-tratado com ozonólise seguida de extração alcalina, xilana extraída do bagaço in natura e xilana beechwood. Os produtos da hidrólise enzimática dos diferentes substratos foram identificados por eletroforese capilar e/ou HPAE-PAD, sendo que o hidrolisado de xilana beechwood pela xilanase nativa purificada, após 12 horas de hidrólise,... / Abstract: Xylanases are enzymes that act in depolymerization of the xylan chain, the main component of hemicellulose. They have various industrial applications such as, food, paper and bioenergy industries. In this context, highlight the production of xylooligosaccharides (XOS), which are considered prebiotics. The XOS can be used with probiotic microorganisms to be able to positively modulate an intestinal microbiota, presenting benefits to the individual host. In this sense, a search for microbial xylanases stands out as a sustainable strategy for a production of prebiotics. Therefore, the objective of this work was to purify and characterize an xylanase of the fungus Myceliophthora heterothallica F.2.1.4 and to apply two recombinant enzymes of the same fungus to produce XOS. The enzyme, with the molecular weight estimated at 27 kDa, is at the maximum temperature of 4.5 and 65 °C, and continues more than 90% of its residual activity when exposed to temperatures between 30 and 60 °C for 1 hour. The purified native enzyme is presented as an endoxylanase for the GH11 family. XOS was produced from pretreated bagasse with ozonolysis followed by alkaline extraction, xylan extracted from the bagasse in natura and beeechwood xylan. The products of the enzymatic hydrolysis of the different substrates were identified by capillary electrophoresis and/or HPAE-PAD, being that the beechwood Xylan hydrolysate by xylanase purified native, after 12 hours of hydrolysis, showed 234.2 mg/g of xylan. Evaluated enzymes have potential for applications in the production of xylooligosaccharides for use as prebiotics / Mestre

Orientador: João Cláudio Thoméo / Banca: Gustavo Orlando Bonilla Rodriguez / Banca: Izabela Dutra Alvin / Resumo: Este trabalho visou à produção de fitases por fungos termofílicos em cultivo em estado sólido (CES), utilizando resíduos agroindustriais como substratos, e secá-las, juntamente com xilanases, por spray drying. Após a secagem, os pós foram armazenados e a redução da atividade enzimática com o tempo de armazenamento foi avaliada. Para a produção das fitases foram testados 13 fungos pertencentes do Laboratório de Bioquímica dos Processos e Microbiologia Aplicada do IBILCE/UNESP, sendo o termotolerante Lichtheimia ramosa escolhido para seguir com os experimentos. A xilanase foi metabolizada pelo fungo Myceliophtora thermophila I-1D3b. O fungo L. ramosa foi cultivado em bagaço de cana de açúcar, bagaço de laranja e farelo de trigo, enquanto que M. thermophila foi cultivado em bagaço de cana de açúcar e farelo de trigo, ambos a 45 oC. Os ensaios de secagem foram divididos entre discriminação do adjuvante que proporcionasse maior proteção às enzimas, otimização das condições de secagem e armazenamento dos pós secos. Para os ensaios de discriminação de adjuvante, foram escolhidas como variáveis o adjuvante e a temperatura de saída do ar do spray dryer, Os adjuvantes empregados foram farelo de trigo, farelo de milho e farelo de soja, sendo que este último forneceu os melhores resultados. A temperatura não foi um fator significativo na análise de variância. Para os ensaios de otimização das condições de secagem foi empregada a técnica de superfície de resposta, sendo usadas variáveis preditoras a temperatura de saída do ar, a vazão de alimentação de suspensão e a concentração de sólidos. Os resultados indicaram a vazão e concentração de sólidos como variáveis significativas. A suspensão na condição ótima de secagem continha 7,5% e a vazão foi de 3 mL/min, sendo a temperatura escolhida de 83 oC. O ensaio realizado nestas condições proporcionou retenção 83% de atividade de fitase e de 85%... / Abstract: This work aimed to produce phytases by thermophilic molds in solid state cultivation, using solid agro-industrial by-products as substrates, and dry the enzymes, along with xylanases, by spray-drying. Following the drying, the powders were storage and the reduction of the enzyme activities was evaluated. For the phytase production, 13 fungi were tested, and Lichthemia ramose was chosen. Xylanase was metabolized by Myceliophtora thermophila I-1D3b. All tested microorganisms belonged to the Laboratório de Bioquímica dos Processos e Microbiologia Aplicada. L. ramose was cultivated in sugar cane bagasse, Orange pulp and peel and wheat bran, while M. thermophila was cultivated in sugar cane bagasse and wheat bran, both at 45 oC. Drying experiments were done to discriminate the adjuvant able to provide the best protection to the enzymes. The tested variables were the adjuvants (brans of wheat, corn and soybean) and the air temperature at the spray dryer outlet. The temperature was not a statistically significant factor and soybean bran provided the best protection. Experiments to optimize the drying conditions for soybean bran were carried out following a response surface approach, having the outlet air temperature, the suspension flow rate and the total solid concentration as the controlled variables. The results showed that the flow rate and the solid concentration were the significant variables. The estimated optimum condition had 7,5% of solids and the flow rate was 3 mL/min. The experiment carried at this condition, at 83 oC showed 83% of retention for phytase and 85%... / Mestre