Orientador: Daniela Alonso Bocchini Martins / Banca: Hamilton Cabral / Banca: Luis Henrique Souza Guimarães / Resumo: Os fungos filamentosos são conhecidos por sua notável capacidade de produção de enzimas, particularmente as de degradação de material vegetal. O campo de aplicações industriais destas enzimas tem crescido consideravelmente, especialmente em relação às celulases, que tem sido extensivamente estudadas visando à sacarificação da celulose para a obtenção de etanol de segunda geração. Os fungos endofíticos estão entre os potenciais produtores de enzimas de degradação de material vegetal, são pouco estudados neste sentido e, uma vez que colonizam os tecidos vegetais, suas enzimas devem apresentar características interessantes do ponto de vista do ataque aos componentes da parede celular. Dentro deste contexto, o presente estudo teve por finalidade a prospecção de celulases, xilanases, pectinases e amilases entre fungos endofíticos, bem como estudos da produção e das características das enzimas. Inicialmente, 14 fungos endofíticos foram cultivados por fermentação estado sólido (FES) em bagaço de cana-de-açúcar e farelo de trigo (1:1 m/m), durante 7 dias, a 28 °C. Nesta etapa, 8 fungos se destacaram na produção de celulases e foram posteriormente cultivados, em FES, em outras misturas de substratos lignocelulósicos. Os isolados Botryosphaeria sp. AM01 e Saccharicola sp. EJC04 foram os mais versáteis em relação à produção das enzimas em diferentes meios, sendo selecionados para dar continuidade ao trabalho. A partir desta etapa foram focadas as produções de celulases e xilanases, visando à aplicação destas enzimas em trabalhos futuros envolvendo a sacarificação de materiais lignocelulósicos. O substrato selecionado foi composto por farelo de algodão e farelo de trigo e a influência do tempo de cultivo, da concentração de inóculo e da umidade inicial do substrato foram avaliadas, pelo cultivo em... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Filamentous fungi are known for their remarkable ability for enzymes production, particularly those for plant material degradation. The field of industrial applications of these enzymes has increased considerably, particularly regarding to cellulases which have been extensively studied for cellulose saccharification aiming the production of second generation ethanol. Endophytic fungi are among the potential producers of enzymes for plant material degradation. They are underexplored in this sense and, once they colonize the plant tissues. Their enzymes should present interesting features from the point of view of the attack to the cell wall components. In this context, the present study had as purpose the prospecting of cellulases, xylanases, pectinases and amylases among endophytic fungi, as well as studies of the enzymes production and characteristics. As an initial evaluation of enzymes production, 14 endophytic fungi were cultivated under solid state fermentation (SSF) in sugar cane bagasse and wheat bran (1:1 w/w), for 7 days, at 28 ºC. In this phase, 8 fungi stood out and were subsequently cultivated by SSF, in other mixtures of lignocellulosic substrates. The isolates Botryosphaeria sp. AM01 and Saccharicola sp. EJC04 were the most versatile in relation to enzymes production on different substrates and were selected to continue the work. From this stage on the productions of cellulases and xylanases were focused, aiming the application of these enzymes in future studies involving the saccharification of lignocellulosic materials. The selected substrate was composed by cotton bran and wheat bran and the influence of cultivation time, concentration of inoculum and substrate initial moisture were evaluated, by FES.For almost all the enzymes produced by the two fungi, the peak of production occurred in 192h or... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Sâmia Maria Tauk Tornisielo / Banca: Jonas Contiero / Banca: Luis Henrique Souza Guimarães / Resumo: Neste estudo, foram isoladas 67 linhagens de fungos filamentosos de solo de área de caatinga, sendo as coletas efetuadas em períodos seco e chuvoso, com o objetivo de se conhecer a biodiversidade deste bioma não explorado e avaliar o potencial destes fungos na produção de xilanase. Algumas linhagens não foram identificadas por inexistência de metodologias específicas e outras foram identificadas através de métodos microscópicos e bioquímicos. Foi efetuada uma triagem dos fungos potencialmente produtores desta enzima em meio de Vogel contendo xilano 1% como única fonte de carbono e avaliou-se através do Método Turbidimétrico Automatizado (Bioscreen-C), a melhor fonte de carbono para crescimento dos fungos selecionados. Os resultados obtidos nos cultivos em MFS, foram inexpressivos quando comparados aos obtidos em MFT. Os melhores produtores de xilanase em MFT foram cultivados em meio líquido de Vogel e MFT com adição individual de outras fontes de carbono a 1% (carbometilcelulose- CMC, xilano e a melhor fonte de carbono para crescimento, determinada pelo Bioscreen-C) em temperaturas apropriadas, pH 5, por 5 dias, inóculo de 1 x 107 esporos/mL. O CMC causou repressão catabólica na síntese de xilanase por estes fungos tendo a adição do xilano apresentado o mesmo efeito, com exceção de Trichoderma viride, que teve sua atividade aumentada para 143,0 U/mL e Aspergillus niger 11 que teve sua atividade aumentada de 33,4 U/mL para 57,1 U/mL / Abstract: In this study, 67 strains of filamentous fungi were isolated from caatinga area, the collections were performed during the dry and rainy period, aiming to know the biodiversity of this not explored bioma and to evaluate the potential of these fungi to produce xylanase. Some of the strains were not identified due to the lack of specific methodologies and others were identified through microscopic and biochemical methods. A selection of the fungi which were considered potentially producers of xylanase was carried out in Voguel medium containing 1% of xylan as an only carbon source, and through a Automatized Turbidimetric Method (Bioscreen - C) the best carbon source for the fungi growth was evaluated. The results obtained in SBM were not expressive when compared to the ones obtained in WBM. The best xylanase producers in WBM were cultivated in Voguel liquid medium and WBM adding individually other carbon sources at 1% (carboxymethylcellulose -CMC; xylan; and the best growth carbon source determined by Bioscreen-C) at appropriated temperatures, pH 5,0 ; for 5 days, and a spore concentration of 1 x107 spores/mL. The CMC addition caused catabolic repression in xylanase production by these fungi, xylan addition showed the same effect, but Trichoderma viride 13 and Aspergillus niger 11 which have their activities increased from 39,21 U/mL to 143,0 U/mL and from 33,4 U/mL to 57,1 U/mL, respectively / Mestre

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-11-20T12:15:35Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Telma Matos Guimaraes - 2013.pdf: 3613198 bytes, checksum: 0db69968e4da150a386327dd2a7a8213 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-11-20T12:16:24Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Telma Matos Guimaraes - 2013.pdf: 3613198 bytes, checksum: 0db69968e4da150a386327dd2a7a8213 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-20T12:16:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Telma Matos Guimaraes - 2013.pdf: 3613198 bytes, checksum: 0db69968e4da150a386327dd2a7a8213 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-05-27 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The " Microbial Models of Mammalian Metabolism" using filamentous fungi be used to study the biotransformation as an alternative to identify and product mammalian metabolites, with the goal of evaluate the profile of biotransformation of LASSBio 897, this This model was appliedto 3-thyenilidine-3,4-methylenedioxybenzoylhydrazide (LASSBio-897), a potential antihypertensive agent. The fungi Aspergillus alliaceus NRRL315, Beauveria bassiana ATCC 7159, Cunninghamella echinulata ATCC9244, NRRL1757 and Mortierela isabelina NRRL 1757 e Muccor plumbeus ATCC4740 were selected for the biotransformation LASSBio-897. The biotransformation was carried outin culture medium PDSM and Corn Steep at two different concentration sof the substrate.The monitoring of there action kinetics was done by methods thin layer chromatography (TLC) and high performance liquid chromatography(HPLC), separation and purification of the formed products was performed by colun chromatography (CC). Nuclear magnetic resonance (RMN) methods, mass spectrometry and spectroscopyin the region of Infrared (IR) assisted in the elucidation of the structure of the biotransformation products of LASSBio 897. We identified four metabolites in the reaction mixture and, based on information obtained by MS and NMR was proposed structure of 3-tienilidena-3,4-dihydroxybenzoilidrazine (Met. I), 1,3-benzodioxol-5-carboxamide (Met. II), 1, 3-benzodioxol acid (Met. III) and sulfoxide (Met. IV); A simultaneous study of the pharmacokinetics of LASSBio 897 in healthy Beagle dog indicated the presence of MET.I and II in dog serum confirming the importance of applying this model.to obtain metabolites mamalia. / O ―Modelo Microbiano do Metabolismo Animal‖ utilizando fungos filamentosos, pode ser usado para estudos de biotransformação como forma alternativa para identificar e produzir metabólitos de mamíferos. Com o objetivo de avaliar o perfil de biotransformação do LASSBio 897, esse modelo foi aplicado a 3-tienilidina-3,4- metilenedioxibenzoilidrazida (LASSBio-897), um potencial agente anti-hipertensivo. Os fungos Aspergillus alliaceus NRRL 315, Beauveria bassiana ATCC 7159, Cunninghamella echinulata ATCC 9244, Mortierela isabelina NRRL 1757 e Muccor plumbeus ATCC4740 foram selecionados. A biotransformação foi realizada nos meios de cultura PDSM e Corn Steep em duas concentrações diferentes. O monitoramento das cinéticas reacionais foi feito por Cromatografia em Camada Delgada (CCD) e Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE), a separação e purificação dos produtos formados foi realizada por Cromatografia em Coluna (CC). Métodos de ressonância nuclear magnética (RMN), Espectrometria de Massas (EM) e Espectroscopia na região do Infravermelho (IV) auxiliaram na elucidação da estrutura dos compostos obtidos pela biotransformação do LASSBio 897. Quatro metabólitos foram identificados na mistura reacional, com base em informações obtidas por MS e RMN foram propostas as estruturas 3,4-tielidina diidroxibenzoilidrazina (Met. I); 1,3-benzodioxol-5-carboxiamida (Met. II); ácido 1,3-benzodioxóico (Met. III) e sulfóxido (Met. IV). Um estudo simultâneo de farmacocinética do LASSBio 897 em cão saudável da raça Beagle indicou a presença do Met. I e do Met. II no soro do animal. Confirmando a importância da aplicação deste modelo para obtenção de metabólitos de maíferos.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-05-24T18:42:29Z No. of bitstreams: 1 Reprodução Não Autorizada.pdf: 47716 bytes, checksum: 0353d988c60b584cfc9978721c498a11 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-05-24T18:42:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Reprodução Não Autorizada.pdf: 47716 bytes, checksum: 0353d988c60b584cfc9978721c498a11 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-05-24T18:43:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Reprodução Não Autorizada.pdf: 47716 bytes, checksum: 0353d988c60b584cfc9978721c498a11 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-24T18:43:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reprodução Não Autorizada.pdf: 47716 bytes, checksum: 0353d988c60b584cfc9978721c498a11 (MD5) Previous issue date: 2015-11-19 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nanotechnology is a science of nano-sized systems, comprised in a range of 10-9 m, which proposes to create a new organizational structure able to show different behaviors and properties of materials currently known and available. Through integration with biotechnology, the term "nanobiotechnology" may be used to define the use of microorganisms in studies concerning medical, pharmaceutical and cosmetics industries, among others. By virtue of their biotechnological potential for synthesizing antibacterial compounds, antifungal, antitumor, and antiparasitic compounds, beyond other substances of industrial interest, filamentous bacteria (actinomycetes) has potential for the development of drugs through biological synthesis of silver nanoparticles (AgNPS). This study aimed to evaluate the potential of AgNPs synthesis with antimicrobial activity against pathogenic bacteria and opportunistic fungi using as source of biomolecules species of actinomycetes. Ten samples of actinomycetes were selected from the collection Collection of Culture-DPUA and were subcultured and authenticated in ISP-2A (malt extract-yeast extract agar), based on morphological characteristics. The identification at the species level was performed by the technique of PCR (Polymerase Chain Reaction). For biogenic synthesis AgNPs, actinomycetes underwent submerged fermentation. The recovered crude extract and biosynthesized nanoparticles were used to determine the antimicrobial activity by agar diffusion method. The AgNPs that showed significant antagonistic action have been used to determine the MIC (Minimum Inhibitory Concentration), Cytotoxicity and characterized by different techniques, such as UV-Vis, DLS (Dynamic Light Scattering), XRD (diffraction X-ray) FTIR (Infrared Spectroscopy Fourier Transform), ICP-OES (Optical Emission Spectroscopy by Inductively Coupled Plasma) and TEM (Transmission Electron Microscopy). From these actinomycetes, 100% viable expressed morphological characteristics of Streptomyces. For the test of PCR the following species were identified Streptomyces parvulus (40%), Streptomyces bullii (10%), Streptomyces seoulensis (10%), Streptomyces owasiensis (10%), Streptomyces malasyensis (20%), Streptomyces lavendulae (10%). By the method agar block antimicrobial activity was confirmed and 80% of the bacteria inhibited S. aureus; 30% M. smegmatis and 40% the Candidas (albicans, atlantica and valderwaltii). Only 10% of actinomycetes inhibited the growth of E. coli. When tested across the crude extract to microorganisms test, 50% of the samples inhibited S. aureus; 30% M. smegmatis and 20% proved to be effective against C. albicans, C. atlantica and C. valderwaltii. In these tests the halo diameters varied on average 12 to 29 mm. As for the AgNPs, 100% inhibited the growth of S. aureus and E. coli with halos ranging from 12 to 34 mm. Data indicating the broad spectrum of these bioactive compounds. The AgNPs Streptomyces DPUA 1549, Streptomyces DPUA 1747 and Streptomyces DPUA 1748 showed antagonistic action for greater efficiency. Promising AgNPs showed spherical shape and sizes ranging from 1-40 nm. However, nanoparticles produced by Streptomyces sp. DPUA 1549 were the most efficient with MIC against S. aureus at low concentrations (1.95 μM). Through the images displayed in AFM was observed structural damage on cell membrane of S. aureus. In toxicity tests the AgNPs reduced the proliferation of NIH-3T3 cells. In addition, the cytotoxic activity of this nanomaterial is time dependent. These scientific evidences show the potential application of nanoparticles biosinthesyzed by Streptomyces DPUA 1549 on preparation of products for use in medical, cosmetic and pharmaceutical industries / A Nanotecnologia é uma ciência de sistemas de tamanho nano, compreendida em uma escala de 10-9 m, que propõe criar uma nova organização estrutural capaz de apresentar comportamentos e propriedades diferentes dos materiais atualmente conhecidos e disponibilizados. Por meio da integração com a biotecnologia, o termo “nanobiotecnologia” pode ser empregado para definir o uso de micro-organismos em estudos voltados as indústrias médica, farmacêutica, cosmética, dentre outras. Em virtude do seu potencial biotecnológico por sintetizarem compostos antibacterianos, antifúngicos, antitumorais, antiparasitários, além de outras subtâncias de interesse industrial, as bactérias filamentosas (actinomicetos) apresentam potencial para o desenvolvimento de medicamentos por meio da síntese biológica de Nanopartículas de Prata (AgNPs). Este estudo teve como objetivo avaliar o potencial de síntese de AgNPs com atividade antimicrobiana sobre bactérias patogênicas e fungos oportunistas, utilizando como fonte biomoléculas de espécies de actinomicetos. Dez amostras de actinobactérias foram selecionadas do acervo da Coleção de Cultura-DPUA e foram subcultivados e autenticados em ISP-2A (extrato de levedura-extrato de malte, agar), com base nas características morfológicas. A identificação em nível de espécie foi realizada pela técnica da PCR (Reação em Cadeia da Polimerase). Para síntese biogênica de AgNPs, os actinomicetos foram submetidos a fermentação submersa. O extrato bruto recuperado e as nanopartículas biossintetizadas foram utilizados na determinação da atividade antimicrobiana pelo método de difusão em ágar. As AgNPs que apresentaram ação antagônica significativa foram utilizadas para determinação do MIC (Concentração Inibitória Mínima), Citotoxicidade e caracterizadas por diferentes técnicas, como: espectroscopia de UV-Vis, DLS (Espalhamento Dinâmico de Luz), DRX (Difratometria de Raios X), FTIR (Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier), ICP-OES (Espectroscopia Óptica de Emissão por Plasma Indutivamente Acoplado) e TEM (Microscopia Eletrônica de Transmissão). Dos actinomicetos avaliados, 100% expressaram as características morfológicas viáveis de Streptomyces. Pelo teste da PCR foram identificadas as seguintes espécies, Streptomyces parvulus (40%), Streptomyces bullii (10%), Streptomyces seoulensis (10%), Streptomyces owasiensis (10%), Streptomyces malasyensis (20%), Streptomyces lavendulae (10%). Pelo método bloco de gelose a atividade antimicrobiana foi confirmada e, 80% das bactérias inibiram S. aureus; 30% M. smegmatis e 40% as Candidas (albicans, atlantica e valderwaltii). Apenas 10% dos actinomicetos inibiram o crescimento de E. coli. Quando testado o extrato bruto frente aos micro-organismos teste, 50% das amostras inibiram S. aureus; 30% M. smegmatis e 20% mostrou-se eficiente contra C. albicans, C. atlantica e C. valderwaltii. Nestes testes o diâmetro do halo variou, em média, de 12 e 29 mm. Já para as AgNPs, 100% inibiram o crescimento de S. aureus e E. coli, com halos variando de 12 a 34 mm. Dados que indicam o amplo espectro destes compostos bioativos. As AgNPs de Streptomyces DPUA 1549, Streptomyces DPUA 1747 e Streptomyces DPUA 1748 apresentaram ação antagônica de maior eficiência. As AgNPs promissoras apresentaram forma esférica e tamanhos variando entre 1-40 nm. Contudo, nanopartículas produzidas por Streptomyces sp. DPUA 1549 foram as mais eficientes, apresentando MIC frente a S. aureus, em baixas concentrações (1,95 μM). Por meio das imagens visualizadas em AFM foi possível observar os danos estruturais da membrana celular de S. aureus. Nos testes de toxicidade, as AgNPs reduziram a proliferação de células NIH-3T3. Além disso, a atividade citotóxica deste nanomaterial é dependente do tempo. Estas evidências científicas demonstram a potencial aplicação de nanopartículas biossintetizadas por Streptomyces sp. DPUA 1549 na elaboração de produtos para utilização nas indústrias médicas, cosméticas e farmacêuticas

Submitted by Sáboia Nágila (nagila.saboia01@gmail.com) on 2016-07-29T14:48:25Z No. of bitstreams: 1 Dissertação-Michele Alves Sanches.pdf: 930400 bytes, checksum: 3b455ac91457a2d15e86539fbdc9d3e3 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-08-26T13:29:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação-Michele Alves Sanches.pdf: 930400 bytes, checksum: 3b455ac91457a2d15e86539fbdc9d3e3 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-08-26T13:32:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação-Michele Alves Sanches.pdf: 930400 bytes, checksum: 3b455ac91457a2d15e86539fbdc9d3e3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-26T13:32:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação-Michele Alves Sanches.pdf: 930400 bytes, checksum: 3b455ac91457a2d15e86539fbdc9d3e3 (MD5) Previous issue date: 2016-03-15 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O homem tem a necessidade de misturar a água com substâncias insolúveis em suas atividades diárias e industriais. Os surfactantes, derivados de petróleo, têm sido utilizados com essa finalidade, no entanto, esses apresentam problemas quanto a sua toxicidade e biodegradabilidade. Os biossurfactantes de origem microbiana são uma alternativa para essa situação, porém, o seu custo de produção é alto, e em parte, devido aos substratos que são utilizados nos bioprocessos. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi investigar a utilização de resíduos como substrato para produção de biossurfactantes por fungos filamentosos isolados de amostras de solo da região Amazônica. Foram realizados bioprocessos com cinco isolados fúngicos sabidamente produtores de biossurfactantes, com a finalidade de investigar qual deles produziria em menor tempo. Em seguida, foi avaliada a possibilidade de utilização de resíduos (cascas de tucumã, pupunha, banana, cupuaçu e também o óleo pós-fritura) como subtrato para o bioprocesso com o isolado selecionado. Os fatores que influenciam na produção do biossurfactante foram avaliados por planejamento fatorial. O fungo Fusarium oxysporum 87-2LIVI produziu altos níveis de biossurfactantes em três dias de bioprocesso. E também se destacou devido a alta produção de biossurfactante utilizando a casca de pupunha como substrato. O pH e extrato de levedura foram os fatores mais importantes relacionados a produção de biossurfactante por esse isolado. Desta forma, o presente trabalho demonstrou que isolados da espécie F. oxysporum, isolados de solo Amazônico, são potenciais produtores de surfactantes e que resíduos Amazônicos, em especial casca de pupunha, possui potencial para ser utilizado como substrato. / Human being has the need to mix water with insoluble substances in their daily and industrial activities. Surfactants derived from petroleum have been used for this purpose, however, they have problems such as their toxicity and biodegradability. Biosurfactants from microbial origin are an alternative to this, on the other hand, its production cost is high due to the substrates that are used in the bioprocesses. In this context, the aim of this study was to investigate the use of wastes as a substrate for the production of biosurfactants by filamentous fungi isolated from soil samples in Amazon region. Bioprocess were conducted with five known fungi isolates producers of biosurfactants in order to investigate which of them would produce in a shorter time. Then, we evaluated the possibility using wastes of peel from tucumã, peach palm, banana, cupuacu and also the post-fry oil as substrate for the bioprocess with the selected isolated. Factors that influence the production of biosurfactant were evaluated by factorial design. As a result, the fungus Fusarium oxysporum 87-2LIVI produced high levels of biosurfactants in three days of bioprocess. Moreover, this specie also showed highlight due to high biosurfactant production using peach palm peel as substract. The pH and yeast extract were the most important factors related to production of biosurfactant by this isolated. Thus, the present study showed isolated of F. oxysporum specie from Amazonian soil is potential producer of surfactants and also Amazon waste, particularly, peel of peach palm has the potential to be used as a bioprocess substrate for production of biosurfactant.

Made available in DSpace on 2015-04-20T12:31:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Eliandra de Freitas Sia.pdf: 1557550 bytes, checksum: e4d21c384795b53b83656a535e1bf31f (MD5) Previous issue date: 2012-09-04 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The filamentous fungi are an important group of microorganisms, being not only one of the most numerous among the microorganisms due to their potential in biotechnological processes such as the production of antibiotics, enzymes, vitamins and others. The fungi are also plant, animals and human pathogens, acting sometimes as toxins producers. The fungal growth is a routine practice at microbiological laboratories and the Potato Dextrose Agar (PDA) medium is the most used medium due to be a rich source of starch. However, in some regions of Brazil, the potato production has a quite high cost. For this reason the aiming of the present work was the search for new alternative sources of starch. Thus, initially several tubercles: cassava (Manihot esculenta), sweet potato (Ipomoea batatas), carrot (Daucus carota), ginger (Zingiber officinale) and yam (Dioscorea alata) were tested as a starch source to fungal growth. The cassava (Manihot esculenta) showed the best results to fungal growth. This species is a tropical plant with a great commercial importance to Brazil, Africa and other parts of the world. In brazilian north and northeast regions, the cassava is hugely cultivated by a low cost. After the first screening, it was optimized the utilization of Cassava Dextrose Agar (CDA) media. Many fungal species of biotecnological importance (Beauveria bassiana, Aspergillus niger, Penicillium sp., Fusarium sp., Phanerochaete chrysosporium) were evaluated to growth, development sporulation and hyphal formation. The BDA media was used as a control. The present results demonstrated a high efficiency of MDA to fungal growth. However, in MDA was observed a reduction of fungal sporulation comparing with BDA. Finally, both media BDA and MDA, were used to the endophytic fungal isolation from: guarana (Paullinia cupana) and olives (Olea europea). The fungal identification demonstrated that isolates varied according to host plant. The fungal diversity was higher in guaraná being higher using the MDA in comparison with the BDA media. To both media, it was obtained a low number of isolated fungi from O. europea. The present results clearly demonstrated that the cassava is an feasible important starch source, being a potential alternative media, mainly in tropical countries / Os fungos filamentosos são um importante grupo de micro-organismos, não apenas por serem os mais numerosos dentre todos os micro-organismos, mas devido ao seu potencial em processos biotecnológicos como a produção de antibióticos e enzimas, fontes de vitaminas, alimentação e outros. Os fungos também são conhecidos como patógenos de plantas, animais e humanos, e produtores de toxinas. Cultivar fungos é uma rotina em laboratórios de microbiologia e um dos meios muito utilizado é o Batata Dextrose Ágar (BDA), que utiliza a batata como uma fonte rica em amido. Em algumas regiões do país, como a Região Norte, a batata tem um elevado custo e por este motivo a busca por novas fontes de amido é uma alternativa. Assim, outros vegetais devem ser pesquisados visando a substituição da batata. No presente trabalho foram inicialmente utilizados mandioca (Manihot esculenta), batata-doce (Ipomoea batatas), cenoura (Daucus carota), gengibre (Zingiber officinale) e cará (Dioscorea alata), sendo demonstrado que a mandioca (Manihot esculenta) é uma alternativa relevante para o cultivo de fungos. Esta espécie vegetal é uma planta tropical de grande importância comercial no Brasil, na África e em outras regiões do mundo, sendo que para a região Norte a mandioca é muito cultivada e também de baixo custo. Assim, após a triagem inicial com outros tubérculos, foi realizada a avaliação e otimização do meio de cultura de Mandioca Dextrose Ágar (MDA). Para o ensaio do meio com mandioca foram utilizadas diversas espécies de fungos com importância biotecnológica (Beauveria bassiana, Aspergillus niger, Penicillium sp., Fusarium sp., Phanerochaete chrysosporium). Foi avaliada a taxa de crescimento, a esporulação e a formação de hifas no meio de cultura BDA (utilizado como controle) e MDA. Os resultados comprovaram a eficiência do MDA para o crescimento dos fungos analisados, destacando-se a taxa de crescimento radial em meio sólido e peso seco do micélio em meio líquido. Entretanto, em MDA há uma menor esporulação dos fungos quando comparado ao BDA. Finalmente, foi realizado, utilizando meio BDA e MDA, o isolamento de fungos endofíticos de duas plantas: guaraná (Paullinia cupana) e oliveira (Olea europea), nos quais o meio de cultura MDA também se mostrou eficiente. A identificação de fungos endofíticos revelou que eles variaram conforme a planta hospedeira. A diversidade de fungos endofíticos foi maior em guaraná no meio MDA que em BDA, e o número de isolados foi menor em oliveira nos dois meios utilizados. Assim, do ponto de vista econômico e social, o substrato de mandioca pode ser considerado uma alternativa de alta potencialidade na obtenção de meios de cultura para laboratórios de micologia, especialmente em países tropicais

Foram estudadas trinta e uma cepas fúngicas não identificadas, as quais foram denominadasX1 a X31. O potencial fotoprotetor foi avaliado pela medida espectrofotométrica da absorçãodos extratos na região do UV (280-400 nm). Os extratos com os melhores perfis de absorção em cultura estacionária foram X1, X2, X6, X12, X13, X18, X19, X22, X24 e X31 e, em cultura agitada X4 e X17. A reprodutibilidade do processo foi avaliada e as cepas fúngicas que apresentaram coeficiente de variação menor que 15% foram selecionadas para o estudo de fotoestabilidade. A fotoestabilidade dos extratos foi avaliada pela medida da viabilidade celular de fibroblastos L929 tratados com extratos previamente irradiados sob radiação UVA (11,2 J/cm2) e UVB (3,43 J/cm2) e extratos não irradiados, bem como, pela comparação das áreas sob as curvas de absorção na região do UV dos extratos irradiados e não irradiados. Os extratos selecionados para o estudo de fotoestabilidade foram X4, X12, X19, X22, X24 e X31. Os extratos não irradiados apresentaram os seguintes valores deIC50 para viabilidade celular (citotoxidade): X4-130µg/ml, X19-20µg/ml, X22-10 µg/ml e X24-60µg/ml. Após a radiação UVA e UVB, os extratos apresentaram redução significativa da viabilidade celular em relação ao IC50 dos extratos não irradiados. Sob luz UVB, os extratos X12 (IC50 35µg/ml) e X31 (IC50 70µg/ml) mantiveram a mesma porcentagem de redução da viabilidade celular quando comparado ao IC50 dos extratos não irradiados. No entanto após exposição à luz UVA, o extrato X12 aumentou a viabilidade celular de 50% (quando não irradiado) para 75% (irradiado). Enquanto que o extrato X31, mesmo após a radiação UVA, manteve a mesma redução de 50% da viabilidade celular. Nessa etapa os extratos selecionados foram os X12 e X31. O espectro de absorção na região do UV obtido para o extrato X12 mostrou uma redução da absorbância de 28,3% sob radiação UVB e de 60% sob radiação UVA em relação ao extrato não irradiado. O extrato X31 apresentou uma redução da absorbância de 17,6% e30% sob radiação UVB e UVA respectivamente, em relação ao extrato não irradiado. Os fungos selecionados foram identificados por PCR, sugerindo que o fungo X12 seja o Aspergillus terreus e o X31 seja o Talaromyces pinophilus. Por fim, foi feita a identificação da substância ativa do extrato X12 empregando a técnica de desreplicação, a qual fez o uso da instrumentação analítica acoplada UHPLC-DAD-(ESI)-HRMS associada ao banco de dados Chapman& Hall\'s Dictionary of Natural Products (DNP). No extrato X12 o composto majoritário foi identificado como sendo a citreoviridina. Assim, os resultados do presente trabalho permitiu estabelecer um procedimento para a seleção de fungos produtores de compostos absorvedores de radiação UV, que poderia ser aplicado na obtenção de novos filtros orgânicos naturais para protetores solares. / It were studied thirty-one fungal strains not identified, which were named X1 to X31. The photoprotective potential was assessed spectrophotometrically by measuring absorption of the extract in the UV region (280-400 nm). The extracts that presented the best absorption profiles in stationary culture were X1, X2, X6, X12, X13, X18, X19, X22, X24 and X31, and X4 and X17 in stirred culture. The reproducibility of the process was evaluated and fungal strains that showed a coefficient of variation lower than 15% were selected for the study of photostability. The photostability of the extracts was assessed by measuring cell viability of L929 fibroblasts treated with extracts previously irradiated under UVA light (11,2 J/cm2) and UVB (3,43 J/cm2) and not irradiated extracts, as well as by comparison of the areas under the curves of absorption in the UV region of the irradiated and non-irradiated extracts. The extracts selected for the study of photostability were X4, X12, X19, X22, X24 and X31. The non-irradiated extracts showed the following IC50 values for cell viability (cytotoxicity): X4- 130?g/ml X19-20?g/ml, X22-10/ml and X24-60?g/ml. After UVA and UVB radiation, the extracts showed significant reduction in cell viability compared to the IC50 of the unirradiated extracts. Under UVB light, the X12 extracts (IC50 35?g/ml) and X31 (IC50 70mg/ml) maintained the same percentage of cell viability reduction when compared to the IC50 of the unirradiated extracts. However after exposure to UVA light, X12 extract increased the cell viability from 50% (when not irradiated) to 75% (irradiated). While X31 extract even after the UVA irradiation, remained the same 50% of reduction in cell viability. At this stage the selected extracts were X12 and X31. The absorption spectrum in the UV region obtained for X12 extract showed a decrease in absorbance of 28.3% under UVB and 60% under UVA radiation relative to non-irradiated extract. The X31extract showed a reduction in absorbance of 17.6% and 30% in UVA and UVB radiation, respectively, compared to non-irradiated extract. The selected fungi were identified by PCR, suggesting that X12 fungus is Aspergillus terreus and X31 is the Talaromyces pinophilus. Finally it was identified the active substance of X12 extract employing dereplication technique which makes use of coupled analytical instrumentation UHPLC-DAD- (ESI) HRMS associated to the Chapman and Hall\'s Dictionary of Natural Products (DNP) database. The majority compound of X12 extract was identified as the citreoviridin. Thus, the results of this study allowed us to establish a procedure for the selection of producers of UV absorbing compounds from fungi, which could be applied in obtaining new natural organic filters for sunscreens.

Philosophiae Doctor - PhD / Biofuel production from microalgae is currently not economically competitive with fossil fuels due to high operational costs. A sustainable system needs to be developed which considers cultivation, harvesting and conversion to fuels as a single loop. The harvesting step has been identified as a major bottleneck within the biofuel production process, contributing to a significant proportion of the operational cost (20-30%). Chemical flocculation is a more affordable alternative to centrifugation and filtration. Chemical flocculants however negatively impact the quality of biomass and conversion efficiency to biofuel by increasing biomass ash content. Bioflocculation with biopolymers or microbes have a minimal impact on the quality of biomass. In this study, the interaction between the filamentous fungus Isaria fumosorosea and the microalgae C. sorokiniana is investigated. Under strict autotrophic conditions at pH 7-8, co-culture of microalgae (2-20 μm) with fungal blastospores resulted in theidevelopment of large pellets (1-2 mm) which may be easily harvested by sedimentation or filtration at 95% harvesting efficiency. Fungal assisted bioflocculation was compared to other harvesting methods with respect to cost and impact on the hydrothermal conversion process. Low cost carbon sources, including waste hydrothermal nutrients, minimal sugar concentrations and algal exudate may reduce fungal cultivation costs. Waste products, such as organic carbon, N, P, CO₂ and trace metals can be recycled and used for algae and fungal cultivation, closing the loop to make the system sustainable. / National Research Foundation; Swiss Government

Ochratoxin A is the most potent chlorinated derivative of the ochratoxin group, consisting of a 5'-chlorinated dihydroisocoumarin moiety linked by an amide bond to l-phenylalanine. Produced as a secondary fungal metabolite by several species of Aspergillus and Penicillium, ochratoxin A has been shown to readily contaminate a large variety of commodities including cereals, groundnuts, dried fruit, spices and coffee. This has led to widespread contamination of ochratoxin in wine, beer, milk and meat products. As ochratoxin A is a potent nephrotoxin exhibiting teratogenic and carcinogenic properties, the development of a rapid screening platform for the cost effective control of ochratoxin A content in foodstuffs is therefore required. The evaluation of metallophthalocyanine and carbon nanotube electrode modification toward the development of a nanostructured biosensor capable of enhancing the electrochemical detection of ochratoxin A in complex media is presented. Cyclic voltammetry at a glassy carbon electrode allowed for the optimization of detection parameters including pH and type of supporting electrolyte. Britton-Robinson buffer was found to be the most suitable supporting electrolyte in terms of sensitivity and reproducibility obtaining a LOD of 0.28 μM as determined by differential pulse voltammetry. Subsequent analysis determined the dependence of OTA oxidation on pH in acidic media which proceeds with the transfer of two electrons to form a quinone/hydroquinone couple shown to adsorb to the electrode surface. Passivation of the electrode through adsorption of oxidation products was shown to severely limit the detection of OTA upon successive detection cycles. Comparison of various metallophthalocyanine modifiers showed an increase in sensitivity toward the detection of OTA at phthalocyanine complexes with metal based redox processes. However with the exception of NiPc and CoTCPc complexes, phthalocyanine modification was limited by the increase in deviation of current response and extent of fouling. NiPc modification showed an increase in sensitivity by two fold with fouling characteristics comparable to an unmodified electrode while low improvements in fouling was observed at CoTCPc modified electrodes with sensitivity in detection comparable to an unmodified electrode.Modification of the electrode with multi- and single walled carbon nanotubes produced a significant increase in sensitivity toward the detection of ochratoxin A. The electrocatalytic activity of nanotube modifiers was attributed to the increase in surface area and to the addition of oxygenated functional groups upon acid treatment as confirmed by Raman spectroscopy. Acid functionalization of the carbon nanotubes for a period of two hours produced the greatest increase in sensitivity obtaining a respective LOD of 0.09 μM and 0.03 μM for analysis of ochratoxin A at multi- and single walled carbon nanotube modified electrodes. Centrifugal purification of carbon nanotubes was deemed necessary to improve the electrocatalytic activity of the nanotube modifiers through the removal of carbonaceous impurities as visualized by atomic force microscopy. Furthermore, a crude lipase preparation, lipase A, was investigated as a potential biological recognition element for selective detection of ochratoxin A in complex media. Lipase A enabled the hydrolysis of ochratoxin A to the electroactive species ochratoxin α as confirmed by thin layer chromatography and voltammetric analysis. Additional isolation of a pure hydrolase from the lipase A preparation is required prior to utilization within a nanostructured biosensor platform capable of detecting ochratoxin A in complex media.

S. cerevisiae have developed the ability to forage for nutrients when presented with conditions of starvation. This dimorphic adaptation is particularly noticeable when yeast are subject to nitrogen depravation and has been termed filamentous growth, as cells form filament-like projections away from the center of the colony. The regulation of this response is under the control of the well-characterized MAPK and cAMP pathways. Previous work showed that Cdk8p phosphorylated a key transcriptional activator of the filamentous response, Ste12p, and subsequently targeted the factor for degradation under conditions of limiting nitrogen. Data presented in this thesis suggests that Cdk8p is regulated by another kinase, Tpk2p. In vitro kinase assays demonstrate that Tpk2p directly phosphorylates Cdk8p on residue Thr37, leading to the destabilization of Cdk8p after growth for 4 hours in SLAD media. Lack of phosphorylation on Thr37 yields a hypo-hypofilamentous phenotype, whereas a phospho-mimic mutant, T37E displays a filamentous hyper-filamentous phenotype. / Medicine, Faculty of / Biochemistry and Molecular Biology, Department of / Graduate