O fungo Humicola grisea var. thermoidea foi submetido a diferentes condições de cultivo com o intuito de determinarem-se as melhores condições para produção de conídios, crescimento e produção de metabólitos secundários com atividade biológica. Para tal foram desenvolvidos experimentos avaliando dois parâmetros: meio fermentativo e tempo de incubação. Os meios fermentativos líquidos utilizados foram Czapek, Jackson e Vogel em condições de agitação (120 rpm), e os tempos avaliados foram 72, 96, 120, 144, 168 e 192 horas. Também foi desenvolvida cultura por fermentação em substrato sólido, meio de arroz enriquecido, em diferentes tempos de incubação, sendo escolhido o período de 60 e 90 dias como os mais promissores. Todos os cultivos foram realizados em temperatura de 40ºC. Dos cultivos em meio líquido foram obtidos extratos acetoetílicos e butanólicos dos filtrados das culturas e metanólicos dos micélios. Dos cultivos a partir do meio sólido foram obtidos extratos acetoetílicos. Os extratos foram avaliados pela técnica de bioautografia na concentração de 30 mg/mL (10 L), utilizando-se como indicadores biológicos as cepas Kocuria rhizophila (ATCC 9341), Staphylococcus aureus (ATCC 25923), Escherichia coli (ATCC 25922) e Pseudomonas aeruginosa (ATCC 14885). Os extratos acetoetílicos e metanólicos obtidos a partir dos cultivos em Czapek e Vogel, nos tempos 144, 168 e 192 horas se mostraram ativos contra as cepas K. rhizophila e S. aureus. Os extratos obtidos do meio sólido e o extrato acetoetílico (192 horas) obtido do meio de cultivo de Czapek foram avaliados pelo método de microdiluição em microplaca com o objetivo de determinarem-se os valores de CIM, utilizando como microrganismos indicadores K. rhizophila e S. aureus. O extrato mais promissor foi o extrato acetoetílico do cultivo em meio de arroz enriquecido, durante 90 dias, sendo os valores de concentração inibitória mínima de 350 g/mL e de 250 g/mL, contra S. aureus e K. rhizophila, respectivamente. Os extratos foram avaliados por cromatografia líquida de alta eficiência, sendo a princípio considerados promissores os extratos em acetato de etila de Czapek e arroz enriquecido. O fungo foi cultivado em arroz (60 e 90 dias), devido ao maior rendimento, manejo mais simples, menores valores de concentração inibitória mínima quando comparados aos cultivos desenvolvidos nos meios fermentativos líquidos avaliados. Deste modo, foi promovida ampliação da escala de cultivo em meio sólido e os extratos obtidos foram submetidos a processos cromatográficos visando o isolamento de substâncias ativas. Foram isoladas seis substâncias, e elucidadas três: dimetil tereftalato, ácido p-hidroxifenilacético e uma lactama, a qual foi isolada pela primeira vez de fungos e havia sido isolada apenas da esponja marinha (Halichondria melanodocia) infestada por alga. Os resultados dos ensaios de microdiluição em microplaca de tais substâncias se mostraram bastante discretos. Entretanto, outros ensaios biológicos, dentre eles, antitumorais e antiparasitários serão realizados para as substâncias isoladas. / The fungos Humicola grisea var. thermoidea was submmited to different growth conditions, aiming to determine the best condition for the conidia production, mycelia growth and production of secondary metabolites bearing biological activities, as well. For that, it was evaluated both deferent fermentative media (Czapek, Jackson and Vogel) and incubation time (72, 96, 120, 144, 168 e 192 hours), under 120 RPM. The fungus was also cultivated in solid medium using enriched rice in different times of incubation in two batches of 60 and 90 days of fermentation. All fermentations were undertaken at 40ºC. From the fermetation in liquid media it was obtained the extracts in ethyl acetate and n- butanol, from the broth, respectively, and in methanol from the mycelium. From the solid media (rice) it was obtained the ethyl acetate extract. The obtained extracts were submitted to bioautography assay by applying 10 L of a solution containing 30 mg/mL of each extract against the following bacteria strains: Kocuria rhizophila (ATCC 9341), Staphylococcus aureus (ATCC 25923), Escherichia coli (ATCC 25922) and Pseudomonas aeruginosa (ATCC 14885). The extracts em ethyl acetate and methanol obtained from from Czapek and Vogel media at 144, 168 e 192 hours displayed activity against K. rhizophila and S. aureus. The extracts obtained from the solid medium and the ethyl acetate extract from the Czapek nediun at 192 hours were evaluated using the Minimum Inhibitory Concentration (MIC) in microplates, aiming to determine the MIC values for these extracts against both K. rhizophila and S. aureus. The most active extract (ethyl acetate) was the one obtained from solid media cultivated for 90 days, furnishing the MIC values of 350 g/mL and 250 g/mL against S. aureus and K. rhizophila, respectively. All the obtained extracts were submitted to HPLC chromatography and the best chromatographic profiles were displayed by both ethyl acetate extracts from Czapek and enriched rice media. The cultivation in rice media was simple and produced the highest yield of extract, as well as displayed the lowest CIM in comparison with the extracts obtained from the broth of liquid media. Therefore, the fungus was cultivated in a larger scale in rice aiming to obtain enough amount of ethyl acetate extract to allow the isolation of the major active compounds by chromatographic means. Thus, six compounds were isolated, from which three were identified so far: dimethyl tereftalate, p-hidroxyphenylacetic acid and the one lactam. The lactam was isolated for the firs time from a soil fungus, and it was previous isolated only from a marine sponge (Halichondria melanodocia) infested by algae. However, the obtained MIC values for these compounds were very high. Even though, other biological assays, such as: anticancer and antiparasitic, among other will be undertaken to evaluate the potential of the isolated compounds.

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With the growing demand for renewable energy sources, its been proposed it's use to obtain energy, called biofuels. For such purpose, the main approach is the search of the degradation of biomass via enzymatic hydrolysis. In this context, the study of microorganisms capable of carrying out the degradation of biomass and the study of the enzymes involved in this process play a key role. Particularly, the thermophilic fungus Humicola grisea var. thermoidea presents signi cant production of active lignocellulolytic enzymes at high temperature and has been considered a strong candidate for industrial applications. However, the scienti c literature still lacks of structural information on fungal enzymes involved in the hydrolysis of lignocellulose. In previous work, the cellulolytic enzyme cellobiohydrolase (CBH1.2) from Humicola grisea has been identi ed and cloned into Pichia pastoris as well as one of the endoxylanases (HXYN2) from this same organism. In this master's project, the enzymes CBH1.2 and HXYN2 were expressed using heterologous expression system obtaining satisfactory yield for in vitro assays. Puri - cation protocols were established via precipitation by ammonium sulfate and initial experiments of enzyme activity were performed via the reducing sugars method for both enzymes. XX Crystallization conditions were found for the enzyme CBH1.2r, where small needleshaped crystals were obtained in crystallization trials. In addition to this, the cloning of the enzyme CBH1.2 from Humicola grisea with the pHIL-D2 expression vector (for extracellular expression) was performed. This vector was used to transform GS115 and SMD1168 strains of the yeast P. pastoris both with the genotype his4-. Transformants that were able to secrete active protein were detected in both strains. / A obten c~ao da estrutura tridimensional de uma enzima pode ser utilizada como passo inicial em projetos de engenharia gen etica e engenharia enzim atica com intuito de optimiza c~ao da atividade catal tica e/ou a produ c~ao em escala industrial de enzimas alvo. Atualmente, a cristalogra a e o m etodo mais empregado para a determina c~ao de estruturas tridimensionais de macromol eculas. A biomassa vegetal, na forma de celulose, hemicelulose e lignina, apresenta grande potencial para aplica c~oes biotecnol ogicas. Com a crescente demanda por fontes renov aveis de energia, tem-se proposto sua utiliza c~ao para a obten c~ao de energia, os ditos biocombust veis. Para esse m, a principal abordagem que se tem procurado e a degrada c~ao da biomassa via hidr olise enzim atica. Neste contexto, o estudo de micro-organismos capazes de realizar a degrada c~ao da biomassa e o estudo das enzimas envolvidas no processo apresentam papel chave. Particularmente, o fungo term o lo Humicola grisea var. thermoidea apresenta produ c~ao signi cativa de enzimas lignocelulol ticas ativas a alta temperatura e tem sido considerado um forte candidato para aplica c~oes industriais. Contudo, a literatura cient ca ainda carece de informa c~oes estruturais sobre as enzimas do fungo envolvidas na hidr olise da lignocelulose. Em trabalhos anteriores, a enzima celulol tica celobiohidrolase (CBH1.2) de H. grisea foi identi cada e clonada em Pichia pastoris bem como uma das endoxilanases (HXYN2) deste mesmo organismo. Neste projeto de mestrado, foram expressadas as enzimas CBH1.2 e HXYN2 utilizando sistema heter ologo de express~ao, obtendo rendimento satisfat orio para ensaios in vitro. Foram estabelecidos protocolos de puri ca c~ao via precipita c~ao por sulfato de am^onio e realizados experimentos iniciais de atividade enzim atica via o m etodo dos a c ucares redutores para as duas enzimas. XVIII Foi encontrada condi c~ao de cristaliza c~ao para a enzima CBH1.2r onde foram obtidos pequenos cristais em forma de agulha nos ensaios de cristaliza c~ao. Al em deste, tamb em foi realizada a clonagem da enzima CBH1.2 de Humicola grisea no vetor de express~ao pHIL-D2 (para express~ao extracelular). Este vetor foi utilizado para transformar as linhagens SMD1168 e GS115 da levedura P. pastoris ambas com o gen otipo his4-. Foram detectados transformantes capazes de secretar a prote na ativa em ambas as linhagens.

O fungo Humicola grisea var. thermoidea foi submetido a diferentes condições de cultivo com o intuito de determinarem-se as melhores condições para produção de conídios, crescimento e produção de metabólitos secundários com atividade biológica. Para tal foram desenvolvidos experimentos avaliando dois parâmetros: meio fermentativo e tempo de incubação. Os meios fermentativos líquidos utilizados foram Czapek, Jackson e Vogel em condições de agitação (120 rpm), e os tempos avaliados foram 72, 96, 120, 144, 168 e 192 horas. Também foi desenvolvida cultura por fermentação em substrato sólido, meio de arroz enriquecido, em diferentes tempos de incubação, sendo escolhido o período de 60 e 90 dias como os mais promissores. Todos os cultivos foram realizados em temperatura de 40ºC. Dos cultivos em meio líquido foram obtidos extratos acetoetílicos e butanólicos dos filtrados das culturas e metanólicos dos micélios. Dos cultivos a partir do meio sólido foram obtidos extratos acetoetílicos. Os extratos foram avaliados pela técnica de bioautografia na concentração de 30 mg/mL (10 L), utilizando-se como indicadores biológicos as cepas Kocuria rhizophila (ATCC 9341), Staphylococcus aureus (ATCC 25923), Escherichia coli (ATCC 25922) e Pseudomonas aeruginosa (ATCC 14885). Os extratos acetoetílicos e metanólicos obtidos a partir dos cultivos em Czapek e Vogel, nos tempos 144, 168 e 192 horas se mostraram ativos contra as cepas K. rhizophila e S. aureus. Os extratos obtidos do meio sólido e o extrato acetoetílico (192 horas) obtido do meio de cultivo de Czapek foram avaliados pelo método de microdiluição em microplaca com o objetivo de determinarem-se os valores de CIM, utilizando como microrganismos indicadores K. rhizophila e S. aureus. O extrato mais promissor foi o extrato acetoetílico do cultivo em meio de arroz enriquecido, durante 90 dias, sendo os valores de concentração inibitória mínima de 350 g/mL e de 250 g/mL, contra S. aureus e K. rhizophila, respectivamente. Os extratos foram avaliados por cromatografia líquida de alta eficiência, sendo a princípio considerados promissores os extratos em acetato de etila de Czapek e arroz enriquecido. O fungo foi cultivado em arroz (60 e 90 dias), devido ao maior rendimento, manejo mais simples, menores valores de concentração inibitória mínima quando comparados aos cultivos desenvolvidos nos meios fermentativos líquidos avaliados. Deste modo, foi promovida ampliação da escala de cultivo em meio sólido e os extratos obtidos foram submetidos a processos cromatográficos visando o isolamento de substâncias ativas. Foram isoladas seis substâncias, e elucidadas três: dimetil tereftalato, ácido p-hidroxifenilacético e uma lactama, a qual foi isolada pela primeira vez de fungos e havia sido isolada apenas da esponja marinha (Halichondria melanodocia) infestada por alga. Os resultados dos ensaios de microdiluição em microplaca de tais substâncias se mostraram bastante discretos. Entretanto, outros ensaios biológicos, dentre eles, antitumorais e antiparasitários serão realizados para as substâncias isoladas. / The fungos Humicola grisea var. thermoidea was submmited to different growth conditions, aiming to determine the best condition for the conidia production, mycelia growth and production of secondary metabolites bearing biological activities, as well. For that, it was evaluated both deferent fermentative media (Czapek, Jackson and Vogel) and incubation time (72, 96, 120, 144, 168 e 192 hours), under 120 RPM. The fungus was also cultivated in solid medium using enriched rice in different times of incubation in two batches of 60 and 90 days of fermentation. All fermentations were undertaken at 40ºC. From the fermetation in liquid media it was obtained the extracts in ethyl acetate and n- butanol, from the broth, respectively, and in methanol from the mycelium. From the solid media (rice) it was obtained the ethyl acetate extract. The obtained extracts were submitted to bioautography assay by applying 10 L of a solution containing 30 mg/mL of each extract against the following bacteria strains: Kocuria rhizophila (ATCC 9341), Staphylococcus aureus (ATCC 25923), Escherichia coli (ATCC 25922) and Pseudomonas aeruginosa (ATCC 14885). The extracts em ethyl acetate and methanol obtained from from Czapek and Vogel media at 144, 168 e 192 hours displayed activity against K. rhizophila and S. aureus. The extracts obtained from the solid medium and the ethyl acetate extract from the Czapek nediun at 192 hours were evaluated using the Minimum Inhibitory Concentration (MIC) in microplates, aiming to determine the MIC values for these extracts against both K. rhizophila and S. aureus. The most active extract (ethyl acetate) was the one obtained from solid media cultivated for 90 days, furnishing the MIC values of 350 g/mL and 250 g/mL against S. aureus and K. rhizophila, respectively. All the obtained extracts were submitted to HPLC chromatography and the best chromatographic profiles were displayed by both ethyl acetate extracts from Czapek and enriched rice media. The cultivation in rice media was simple and produced the highest yield of extract, as well as displayed the lowest CIM in comparison with the extracts obtained from the broth of liquid media. Therefore, the fungus was cultivated in a larger scale in rice aiming to obtain enough amount of ethyl acetate extract to allow the isolation of the major active compounds by chromatographic means. Thus, six compounds were isolated, from which three were identified so far: dimethyl tereftalate, p-hidroxyphenylacetic acid and the one lactam. The lactam was isolated for the firs time from a soil fungus, and it was previous isolated only from a marine sponge (Halichondria melanodocia) infested by algae. However, the obtained MIC values for these compounds were very high. Even though, other biological assays, such as: anticancer and antiparasitic, among other will be undertaken to evaluate the potential of the isolated compounds.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:26:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Wagner Rodrigues de Carvalho.pdf: 2607795 bytes, checksum: 19e8481b5eb319af71b9e1f22666f1d9 (MD5) Previous issue date: 2008-06-30 / Xylanases have been used in the biobleaching of paper pulps, in bioconversion of plant biomass, for food and feed industries, among others. For successful selection of xylanases suitable for specific industrial applications it is important to characterize enzymes isolated from different sources. The thermophilic fungus Humicola grisea var. thermoidea is described as a good producer of extracellular endoxylanases and the Hxyn2 gene from this fungus was isolated and expressed in yeast Pichia pastoris. The aim of this project was focused on the production, purification and biochemical characterization of the recombinant HXYN2 (HXYN2r) enzyme and application on enzymatic hydrolysis of lignocellulosics substrates. The culture conditions of P. pastoris in flasks, using the 12.3 transformant and BMMY-U medium, were optimized and the best xylanolytic activity was 478.2 U/mL after 96 h, with a protein concentration of 100 mg/L, using 2.34% (w/v) of nitrogen sources (yeast extract plus urea 1.34:1.0% - w/v), 1% (v/v) of methanol, and OD600 of 10. The HXYN2r enzyme was purified by gel filtration chromatography with a yield of 6.4% and showed optimum pH and temperature values of 6.5 and 60ºC, respectively, maintaining 100% of initial activity after 4 h of incubation at pH 5.5, 6.5 and 7.5. The half-life time was 18 min at 60ºC and the enzyme was 100% stable after 3 h of incubation at 50ºC. Km and Vmax values were 7.9 mg/mL e 235.4 μmol/(mL.min), respectively. The HXYN2r enzyme were used on the enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse (SCB), corn cob (CC) and foliar sample of sugarcane (FSC) alone or with the enzymes of xylanolytic and cellulolytic system produced by H. grisea fungus. For enzymatic hydrolysis experiments, the substrates were milled and pretreated with 0.25% (w/v) of H2SO4 by 30 min. On the enzymatic hydrolysis the best conversion yield of hemicellulosic fractions were obtained using PpHXYN2r supplemented with EHg: 42.8% to CC, 9.6% to SCB and, a mean of 20% to foliar samples. / As endoxilanases têm sido utilizadas no biobranqueamento da polpa de papel, na bioconversão da biomassa de plantas, nas indústrias alimentícias e de ração animal, entre outras. Para a seleção de endoxilanases que possam ser empregadas em processos industriais específicos é importante caracterizar enzimas isoladas de diferentes fontes. O fungo termofílico Humicola grisea var. thermoidea é um bom produtor de endoxilanases extracelulares e o gene que codifica uma das endoxilanases (HXYN2) deste fungo foi isolado e expresso na levedura Pichia pastoris. O presente trabalho se concentrou na produção, purificação e caracterização bioquímica da endoxilanase recombinante HXYN2 e na sua aplicação na hidrólise enzimática de substratos lignocelulósicos. As condições de cultivo da levedura P. pastoris em frascos, utilizando o transformante 12.3 e o meio BMMY-U foram otimizadas e obteve-se uma atividade xilanolítica de 478,2 U/mL após 96 h de cultivo, com uma concentração de 100 mg/L de proteínas, utilizando 2,34% (p/v) de fontes de nitrogênio (extrato de levedura e urea 1,34:1,0% - p/v), 1% (v/v) de metanol e DO600 de 10. A enzima HXYN2r foi purificada por cromatografia de filtração em gel com um rendimento de 6,4% e apresentou pH e temperatura ótimos de 6,5 e 60ºC, respectivamente, mantendo 100% da atividade inicial após 4 h de incubação nos pH s 5,5, 6,5 e 7,5. O tempo de meia-vida foi de 18 min a 60ºC e a enzima manteve 100% da atividade após 3 h de incubação a 50ºC. Os valores de Km e Vmáx foram 7,9 mg/mL e 235,4 μmol/(mL.min), respectivamente. A enzima HXYN2r foi aplicada na hidrólise enzimática de sabugo de milho (SM), bagaço de cana-de-açúcar (BCA) e palha de cana-de-açúcar (PCA) sozinha ou em conjunto com as enzimas do sistema xilanolítico e celulolítico produzidas pelo fungo H. grisea. Para os experimentos de hidrólise enzimática os substratos testados foram moídos e submetidos a uma etapa de pré-tratamento com 0,25% (p/v) de H2SO4 por 30 min. Nos ensaios de hidrólise enzimática as melhores taxas de conversão da fração hemicelulósica dos substratos foram obtidas utilizando-se a PpHXYN2r suplementado com o EHg: 42,8% para o SM; 9,6% para o BCA e, em média 20% para as amostras foliares.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:16:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO DE MESTRADO FINAL.pdf: 1117246 bytes, checksum: 91bcbcfc247218ffb970c121596f7b0c (MD5) Previous issue date: 2010-08-30 / The vegetal biomass consists mainly of cellulose, hemicellulose and lignin. Cellulose is the most abundant polymer and xylan is the main component of hemicellulose. The conversion of cellulose and xylan to glucose and xylose can be realized by an enzymatic complex found in secretions of microorganisms such as fungi and bacteria. Enzymatic hydrolysis is an important step to the bioconversion of cellulosic and hemicellulosic fraction from lignocellulosic wastes. The thermophilic fungus Humicola grisea var thermoidea produces an efficient complex of cellulolytic enzymes (endoglucanases, cellobiohydrolases and β-glucosidase) and xylanolytic (endoxylanase and β-xylosidase) with high thermostability when grown on different lignocellulosic substrates. The aim of this study was to analyze the kinetics of production of cellulases and xylanase by the fungus H. grisea cultivated on medium containing rice straw (RS), corncob (CC), crushed cane sugar bagasse (CSB) and wheat bran (WB) as carbon source and subsequently analyze the profile of proteins with cellulolytic and xylanolytic activity secreted by the fungus when grown in minimal medium, by liquid fermentation, containing the substrates at concentrations of 1, 2 and 3% and maintained at 42 ° C, 120 rpm for different times. The best results were obtained when the fungus was grown in 3% BCA and FT, the peaks of FPase (0.17 U / mL) and CMCase (3.54 U / mL) were observed after 192 h of growth with 3% BCA , peak avicelase (0,195 U / mL) after 48 h with 3% FT and peak xylanase (23.75 U / mL) after 216 h with 3% FT. The results showed that the best inducer of enzyme production with FPase and CMCase activity was the CSB and the best inducer of enzymes production with xylanase and avicelase activity was the WB. In profile analysis of proteins secreted by H. grisea by SDS-PAGE (216 h) and zymogram (144 h), no band was seen when the fungus was grown in the presence of glucose, suggesting catabolite repression. However, two very strong protein bands corresponding to HXYN2 (23 kDa) and CBH1.2 (47 kDa) were visualized in the gels containing CSB (2 to 3%) and WB (2 and 3%). These enzymes are the main xylanolytic and cellulolytic systems of the fungus, respectively. Were monitored by recombinant enzymes from H. grisea (in gels), an endoxylanase HXYN2r (23 kDa), an cellobiohydrolase CBH1.2r (47 kDa). The masses full profile of H. grisea can be seen in Figures 13, 14, 15, 16, 18 and 19. / A biomassa vegetal é constituída principalmente de celulose, hemicelulose e lignina. A celulose é o polímero mais abundante e a xilana o principal componente hemicelulósico. A conversão da celulose e da xilana à glicose e xilose pode ser realizada por um complexo enzimático encontrado nas secreções de microrganismos tais como fungos e bactérias. A hidrólise enzimática é um importante passo para a bioconversão da fração celulósica e hemicelulósica de resíduos lignocelulósicos. O fungo termofílico Humicola grisea var thermoidea produz um eficiente complexo de enzimas celulolíticas (endoglicanases, celobiohidrolases e β-glicosidases) e xilanolíticas (endoxilanases e β-xilosidase) com alta termoestabilidade quando cultivado em diferentes substratos lignocelulósicos. O objetivo desse trabalho foi analisar a cinética de produção de celulases e xilanases pelo fungo H. grisea cultivado em meio contendo palha de arroz (PA), sabugo de milho (SM), bagaço de cana-de-açúcar (BCA) e farelo de trigo (FT) como fonte de carbono e posteriormente analisar o perfil de proteínas com atividade celulolítica e xilanolítica secretadas pelo fungo quando cultivado em meio mínimo, por fermentação líquida, contendo os substratos nas concentrações de 1, 2 e 3%, e mantidos a 42 °C, 120 rpm por diferentes tempos. Os melhores resultados foram obtidos quando o fungo foi cultivado em 3% de BCA e FT, sendo que os picos de FPase (0.17 U/mL) e CMCase (3.54 U/mL) foram observados após 192 e 240 h respectivamente de crescimento com 3% de BCA, o pico de Avicelase (0.195 U/mL) após 48 h com 3% de FT e o pico de xilanase (23.75 U/mL) após 216 h com 3% de FT. Os resultados demonstraram que o melhor indutor da produção de enzimas com atividade de FPAse e CMCase foi o BCA e o melhor indutor da produção de enzimas com atividade de Avicelase e xilanase foi o FT. Na análise do perfil de proteínas secretadas pelo H. grisea por SDS-PAGE (216 h) e zimograma (144 h), nenhuma banda foi visualizada quando o fungo foi cultivado na presença de glicose, sugerindo repressão catabólica. Entretanto, duas bandas protéicas muito fortes, correspondentes à HXYN2 (23 kDa) e CBH1.2 (47 kDa) foram visualizadas nos géis contendo BCA (2 e 3%) e FT (2 e 3%); e representam as principais enzimas dos sistemas xilanolítico e celulolítico do fungo, respectivamente. Estas foram monitoradas pelas enzimas recombinantes do H. grisea (nos geis): uma endoxilanase HXYN2r (23 kDa) e uma celobiohidrolase CBH1.2r (47 kDa). As massas do perfil completo do H. grisea podem ser vistas nas Figuras 13-19.

Made available in DSpace on 2014-07-29T12:03:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Cristine_Cysneiros.pdf: 1284054 bytes, checksum: c3e0f947790961725c6b67bf30fac547 (MD5) Previous issue date: 2009-04-03 / The objective of this work was to produce and characterize four multi enzyme complexes from the fungus Humicola grisea var. thermoidea, maintained for 96 hours at 42oC in growth media containing different carbon sources: Marandu grass; soybean seedcoats; Tifton 85 hay; and corn forage. Different amounts of cellulase, xylanase and -glucosidase enzymes were obtained depending on the different carbon sources. Cellulase presented increased activity in temperatures between 40ºC and 50ºC. The observed optimum temperature range for xylanase and β-glycosidase was from 50ºC and 60ºC. Optimum pH for cellulase activity was 6.0 when fungus growth occurred in Tifton hay, corn forage, and soybean seedcoats. When the enzyme was obtained from medium containing Marandu grass, optimum enzyme activity occurred at pH 5.5. Regardless of the carbon source, xylanase activity was higher at pH 6.0. As for β-glucosidase, optimum activity was observed at pH 5.5 for Tifton media as compared to pH 6.5 for corn and soybean containing media. For grass Marandu, the activity of the enzyme was maximum in the range 5.5 to 6.5. Cellulase produced from all growth media were maintained stable after incubation for 60 minutes at 39°C. Xylanase presented thermal stability during 240 minute incubation period at 50°C. Activity stability of β-glycosidase varied according to carbon source and presented 66.7 to 125.75% activity at 50°C for 240 minutes. / Enzimas fibrolíticas exógenas são produzidas por cultura específica de bactérias ou fungos. São essenciais aos animais por estarem envolvidas na hidrólise dos componentes complexos das dietas em moléculas orgânicas mais simples como glicose, celobiose, xilose, aminoácidos, ácidos graxos, que são então usadas pelos microrganismos do rúmen e/ou pelo animal. Melhoras no desempenho dos ruminantes devido ao uso de enzimas fibrolíticas são atribuídas principalmente à maior degradação da fibra no rúmen, o que resulta em aumento da ingestão de energia disponível pelos animais. Os objetivos deste trabalho foram os de produzir e caracterizar quatro soluções enzimáticas, utilizando o fungo Humicola grisea var. thermoidea e avaliar seus efeitos por meio da digestibilidade verdadeira in vitro da matéria seca de quatro substratos: capim Marandu, casquinha de soja, feno de Tifton-85 e forragem de milho. As soluções enzimáticas foram produzidas a partir de quatro meios de culturas diferentes, contendo a fonte de carbono específica, durante 96 horas de cultivo, a 42°C. Foi observado que o fungo produziu as enzimas celulases, xilanase e -glicosidase em diferentes concentrações, o que foi dependente da fonte de carbono. A caracterização bioquímica mostrou que a celulase produzida apresentou maior atividade em temperatura entre 40ºC e 50°C. A temperatura ótima de xilanase e β-glicosidase foi entre 50 e 60°C. O pH ótimo da enzima celulase foi 6,0, quando o fungo cresceu em feno de Tifton, forragem de milho e casquinha de soja. Para o capim Marandu, a enzima apresentou atividade ótima em pH 5,5. Para as quatro fontes de carbono, a xilanase produzida apresentou pH ótimo de 6,0. Em relação a β-glicosidase, a atividade enzimática foi maior em pH 5,5, no meio com feno de Tifton. Para capim Marandu, a atividade da enzima foi máxima na faixa de 5,5 a 6,5. Quanto à forragem de milho e casquinha de soja, a enzima exibiu maior atividade em pH 6,5. A celulase produzida, nas quatro fontes de carbono, permaneceu estável após a incubação por 60 minutos, a 39°C. Xilanase produzida apresentou estabilidade térmica durante 240 minutos de incubação, a 50°C. A β-glicosidase, dependendo da fonte de carbono, manteve de 66,7 a 125,75% de sua atividade, a 50°C, durante 240 minutos. Para avaliar o potencial das soluções enzimáticas sobre a digestibilidade in vitro dos substratos, 2,5; 5,0 e 10 mL de cada solução foram aplicados, por aspersão, em 17 g dos seus respectivos substratos, moídos em peneira com malha de 1 mm de diâmetro. Após aspersão, as enzimas ficaram em contato com os substratos por 2 e 24 h (tempo de reação enzima-substrato), antes de serem incubados no rúmen. A digestibilidade in vitro da MS foi avaliada em líquido ruminal tamponado, durante o período de 12, 24, 48 e 96 h. Para cada substrato, foram incubados 34 sacos (4 níveis de enzimas x 4 períodos de incubação x 2 repetições x 1 branco x 1 testemunha). As soluções enzimáticas, em qualquer nível de enzimas, quando comparados aos tratamentos controle, aumentaram a digestibilidade da MS dos substratos, nos tempos de reação enzima-substrato e período de incubação no rúmen. Este estudo mostrou que enzimas fibrolíticas exógenas produzidas por H. grisea tem potencial para uso como aditivo em dietas de ruminantes