Neste trabalho, procurou-se verificar o balanço de dez nutrientes, citados como importantes para as leveduras, dentro do processo Melle-Boinot de fermentação alcoólica, utilizado na quase totalidade das destilarias produtoras de álcool etílico do Brasil. Com este objetivo foi instalado um ensaio experimental, em escala industrial, utilizando-se 14 dornas de fermentação com 12 ciclos consecutivos por dorna. A interpretação e análise dos resultados obtidos permitiram as seguintes principais conclusões: - o nutriente em maior concentração no mosto foi o potássio (405, 96 kg/ciclo), seguido pelo cálcio (127,09 kg/ciclo) e nitrogênio (94,47 kg/ciclo); - em menores teores no mosto aparecem o cobre (0,16 kg/ciclo), o zinco (0,20 kg/ciclo) e o manganês (0,79 kg/ciclo); - nos lêvedos, o nitrogênio com 439,49 kg/ciclo foi o principal elemento, confirmando a sua grande importância para as células de leveduras e, consequentemente para todo o processo fermentativo; - no vinho, os nutrientes em maiores concentrações foram o nitrogênio (547,16 kg/ciclo), o potássio (536,25 kg/ciclo) e o cálcio (147,81 kg/ciclo); - o vinho centrifugado apresentou o potássio (468,28 kg/ciclo) com teor mais elevado que os demais elementos estudados / In this work, a nutrient balance was carried out to verify the amount of ten mineral elements considered as the most important in the Melle-Boinot alcoholic fermentation process wich is utilized in most ethanol distillaries in Brazil. This survey was carried out, in industrial scale, utilizing 14 fermentation vats with 12 consecutive cycles per vat. The results of this survey allowed the following conclusions: - the nutrient with highest concentration in the must was the potassium (405.96 kg/cycle an overall average obtained in the vats surveyed), followed by calcium (127.09 kg/cycle) and nitrogen (94.47 kg/cycle), whereas copper, zinc and manganese appeared in minor quantity, (0.16, 0.20 and 0.79 kg/cycle, respectively); - in the yeast, the nitrogen appears an the main element (439.49 kg/cycle), confirming its great importance to yeast cells, and consequently to the whole fermentation process; - in the wine, high amount of nitrogen, potassium and calcium (547.16, 536.25, and 147.81 kg/cycle, respectively were observed; - in the centrifuged wine, the potassium, with 468.28 kg/cycle, appeared in higher amount than the other elements studied

A poluição por metais pesados é um dos mais sérios problemas ambientais da atualidade devido tanto ao aumento de sua aplicação, como de sua natureza imutável. A importância em se estudar os metais, deve-se aos seus intensos efeitos tóxicos para o homem e todos os outros seres vivos. O cádmio é um metal não essencial e representa um grande potencial de danos a seres humanos e ao meio ambiente. A trealose é um dissacarídeo que participa como protetor em microrganismos em diferentes condições de estresses. Neste trabalho foi analisada a influência da trealose em resposta ao estresse oxidativo induzido pelo cádmio em linhagens de Saccharomyces cerevisiae. As linhagens utilizadas neste estudo são deficientes em genes importantes no metabolismo de trealose, na síntese (S. cerevisaie tps1) e na degradação (S. cerevisaie nth1) do dissacarídeo, desta forma foi possível analisar o papel da trealose frente ao estresse induzido pelo cádmio. Inicialmente, analisou-se o crescimento das linhagens em meio líquido com diferentes concentrações de cádmio, onde observou-se inibição no crescimento. A tolerância ao CdCl2 foi realizada através do plaqueamento, verificou-se que não existe formação de colônias em concentração superior a 25ppm. A incorporação de cádmio é maior quando foram usadas células viáveis coletadas na fase logarítmica. A linhagem tps1 possui uma incorporação de cádmio 3 vezes menor quando comparada às demais linhagens. A adição de glutationa reduzida ao meio extracelular não provocou alteração de incorporação de cádmio, porém ao adicionarmos aminoácidos (que formam a glutationa) ocorreu diminuição da incorporação em todas as linhagens. Quanto a formação de radicais livres intracelulares obtivemos que a linhagem tps1, possui um alto nível de oxidação celular mesmo na condição sem cádmio e quando exposta ao mesmo, apresentou um aumento na oxidação apesar de uma incorporação menor do metal que as demais linhagens. Análise da peroxidação lipídica realizada antes e após exposição das células ao cádmio, mostraram danos aos lipídeos. Observamos que células da linhagem nth1 (excesso de trealose) também sofrem esses danos, ou seja, a presença de um excesso de trealose não impediu a presença de danos aos lipídeos. Células da linhagem tps1 apresentaram maior dano lipídico que as demais linhagens evidenciando que, a ausência da trealose deixa os lipídeos mais susceptíveis a alterações deletérias. Procedeu-se também a análise da carbonilação de proteína onde observamos que na presença de cádmio não ocorreu carbonilação de proteínas, apenas a linhagem nth1 na concentração de 800ppm apresentou proteínas carboniladas, fato este relacionado a grande quantidade de radicais livres formados. As três linhagens após exposição à concentração de 50ppm de cádmio, apresentaram um aumento nos níveis de resíduos sulfidrílicos enquanto que na concentração de 800ppm apresentaram queda dos resíduos sulfidrílicos. Os resultados apresentados neste trabalho ajudaram a compreender o papel da trealose em células de S. cerevisiae frente ao estresse causado pelo cloreto de cádmio. / Pollution with heavy metals is one of the most serious environmental problems nowadays, which had in such a way to the increase of its application as, of its imutable nature. The importance of studying metals is directly related to intensive toxic effects to all living beings in our world. Cadmium is a non essential metal and represents a great danger to the human beings and also to the environmental. Trehalose is a disaccharide that participates as a protector in different conditions of stress. In this work the influence of trehalose in oxidative stress induced by cadmium was analyzed in different strains of Saccharomyces cerevisiae. The strains used in this study were not effective in important genes of the metabolism of trehalose, in the synthesis (S. cerevisaie tps1) and also in the degradation (S. cerevisaie nth1), so it was possible to analyze the performance of the trehalose in relation to the stress induced for cadmium. Initially the growth with different cadmium concentrations in medium liquid was analyzed, and the growth inhibition was observed. The tolerance to the CdCl2 was carried out by the growth on plates and one could observe that the formation was not present in concentrations up to 25ppm. Cells collected in the logarithmic phase had bigger cadmium incorporation. The strains tps1 presented a lower cadmium incorporation (3 times) when compared with other strains. The addition of reduced glutathione to the extracellular did not cause any alteration of in the cadmium incorporation, however, by adding amino acids, the ones which form glutathione, a reduction of the cadmium incorporation in all the strains occurred. The tps1 strains showed high level of cellular oxidation in control condition (without cadmium), and the cadmium incorporation showed an increase in the oxidation.Analyses of the lipid peroxidation carried out before and after exposition of the cells to cadmium showed damages to the lipids. We observe that cells of the strain nth1 (excess of trehalose) also suffer these damages. The presence of an excess of trehalose protected the lipids. Cells of the strain tps1 presented greater lipidic damage than the other strains, making clear that the absence of trehalose make the lipids more probable to have deleterious alterations. It was also performed a protein carbonilation analysis at cadmium presence and it did not induce a carbonilation of proteins. The stains nth1, whose concentration was 800ppm, presented carbonilated protein due to the high levels of ROS. The three strains after the exposition of 50ppm of cadmium showed an increase while on the concentration of 800ppm, it presented a drop on the levels of sulphydryl residues. The results presented in this work helped to understand the role of trehalose on Saccharomyces cerevisiae cells during cadmium stress.

Os microrganismos endofíticos vêm sendo estudados na busca de novas espécies e pela sua importância nas aplicações biotecnológicas. Podem ser isolados de sementes, raízes, folhas e em frutos de diversas espécies de plantas. Além disso, pouco se sabe a respeito desses microrganismos associados as folhas e frutos da melancia. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi isolar e identificar bactérias e leveduras endofíticas e associadas às folhas e frutos de melancia, assim como avaliar o potencial biotecnológico dos isolados de leveduras. As amostras foram obtidas de frutos oriundos de Brasília-DF e de plantas de Formoso do Araguaia-TO. Para o isolamento dos microrganismos foram adotados diferentes procedimentos para folhas: fragmentação e trituração, testando-se quatro condições de desinfestação superficial e para os frutos: trituração, enriquecimento e filtração em membrana. A identificação e caracterização molecular foi realizada pela técnica de PCR colony para bactérias e pela extração do DNA genômico de leveduras e bactérias. O DNA dos isolados foi amplificado utilizando oligonucleotídeos P027F e R1357 para bactérias, e NL1 e NL4 para leveduras. Para os isolados de leveduras foram realizados os testes de antagonismo contra oito fungos fitopatogênicos e a capacidade de produzir ácido indolacético (AIA). De acordo com resultados, foram obtidos 380 isolados de bactérias e 240 leveduras endofíticas e associadas, com maior número de isolados no tecido foliar, sendo identificadas 71 bactérias e 92 leveduras. Foram identificados 12 gêneros de bactérias, com o gênero Pantoea sp. isolado em maior quantidade. Para os isolados de leveduras, foram identificados 5 gêneros, com destaque para a espécie Sporidiobolus pararoseus, obtida de folhas e frutos de melancia. Os isolados de leveduras associadas TAIL 04 (99% Saccharomyces cerevisiae) e TAIL 63 (99% Pseudozyma antarctica) apresentaram atividade de antagonismo para os fungos Sclerotinia sclerotirum, Alternaria sp., Curvularia lunata, Rhizoctonia solane e Pyricularia oryzae. Este também foi inibido pelos isolados TAIL 95 (99% Hannaella sinensis) e TAIL 66 (100% Sporidiobolus pararoseus) e apresentou maior inibição de 32,82% com o isolado S. cerevisiae (TAIL 04). Simultaneamente, os isolados S. cerevisiae (TAIL 04) e P. antarctica (TAIL 04) mostraram capacidade em produzir ácido indolacético (AIA) nas concentrações de 21,14 μg/mL e 15,79 μg/mL, respectivamente, em após 7 dias de incubação. Conclui-se que folhas e frutos de melancia possuem importantes bactérias e leveduras endofíticas e associadas de interesse biotecnológico, como promotores de crescimento da planta e como antagonistas, possibilitando o seu uso no desenvolvimento de bioprodutos. / Endophytic microorganisms have been studied in the identification of new species and for their importante in biotechnological applications. Can be isolated them from seeds, roots, leaves and in fruits of several plant species. Besides, the relation between these microorganisms and watermelon leaves and fruits is far from being well known. Therefore, the main of this work was to identify both endophytic and associated bacteria and yeasts to leaves and fruits of watermelon, as well as evaluate biotechnological potential applications of yeast isolate. The samples were obtained of fruits from Brasília-DF and plants from Formoso do Araguaia-TO. For the isolation of the microorganisms were used different procedures for the leaves: fragmentation and crushing, by testing four surface disinfection conditions and for the fruits: crushing, enriching and filtration in membrane. Molecular identification and characterization was realized by the colony PCR technique for bacteria and the extraction of genomic DNA from yeasts and bactéria. The DNAs of the isolates was amplified using oligonucleotides P027F and R1357 for bacteria and NL1 and NL4 for yeast. For the yeasts isolate tests of antagonisms for phytopathogenic and producers of indoleacetic acid (AIA) were carried out. A total of 380 bacteria and 243 endophytic and associated yeasts were isolated, obtaining a higher number of isolates from the watermelon leaf tissue and 71 bacteria and 92 yeasts were identified. Twelve genus of bacterias were identified, with the gener Pantoea sp. isolated in larger quantity. For yeasts isolated were identified five genus, with featured for the specie Sporidiobolus pararoseus obtained of leaves and fruits of watermelon. Associated yeasts isolates TAIL 04 (99% Saccharomyces cerevisiae) and TAIL 63 (99% Pseudozyma Antarctica) showed antagonistic activity for the fungi Sclerotinia sclerotirum, Alternaria sp., Curvularia lunata, Rhizoctonia sp., Didymella sp. and Pyricularia oryzae. This also was inhibied by TAIL 95 (99% Hannaella sinensis) and TAIL 66 (100% Sporidiobolus pararoseus) isolated and showed greater inhibition of 32,82% with S. cerevisiae (TAIL 04). Simultaneously, S. cerevisiae (TAIL 04) and P. Antarctica (TAIL 63) showed capacity to producer indoleacetic acid (IAA) in concentrations of 21,14 μg/mL and 15,79 μg/mL, respectively, in 7 days of incubation. It is concluded that watermelon leaves and fruits have importants endophytics and associated bacterias and yeasts of biotechnological interest as grownth promoters and antagonistics, making possible their use in the development of bioproducts.

Devido à ampla utilização do cádmio nas indústrias, muitos solos encontram-se contaminados. Vários estudos com bioindicadores estão sendo realizados para detectar cádmio em solos, sendo a maioria com minhocas (Eisenia fetida) e plantas, contudo estes testes são laboriosos e longos. Os micro-organismos tem se mostrado uma alternativa promissora para esta aplicação, pois são de fácil cultivo e manutenção, além de apresentarem uma rápida resposta às alterações ambientais. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi utilizar diferentes gêneros de leveduras como bioindicadores de cádmio no solo. Para tanto foram avaliadas dezoito linhagens de leveduras, das quais foram selecionadas três quanto à sensibilidade na presença de cádmio. A levedura Torulopsis utilis var. thermophilus (IZ214) apresentou alta sensibilidade, a Candida utilis (IZ300) sensibilidade mediana e Saccharomyces cerevisiae (Pedra) a menor sensibilidade. O crescimento foi avaliado por espectrometria, através de leituras de D.O. e pela técnica do Trifeniltetrazólio (TTC) para avaliação da viabilidade celular. O uso do TTC mostrouse mais adequado nos bioensaios com leveduras evidenciando as células metabolicamente ativas. Foi avaliado o crescimento das leveduras em extratos de solo com cádmio obtidos pelo extrator CaCl2 0,01 mol L-1. Observou-se que o crescimento das leveduras na maioria dos tratamentos foi igual ou superior ao controle. Isso ocorreu devido à adsorção do cádmio à matéria orgânica e outros elementos. Para comprovar a adsorção do cádmio à matéria orgânica, foi realizado ensaio com a levedura S. cerevisiae (Pedra) onde ao extrato de solo obtido foi adicionado solução de Cd2+. Através da leitura de D.O. foi observada uma taxa de inibição de 75% para 100 mg L-1 de cádmio e, pela técnica do TTC, a taxa de inibição de 100% ocorreu na concentração de 44 mg L-1. Ensaios com sementes foram realizados para avaliar a germinação e crescimento na presença de cádmio. Sementes de Cucumis sativus foram expostas à solução de Cd2+, ocorrendo 100% de germinação e apresentando DL50 de 7,33 mg L-1. Este resultado foi maior comparado aos obtidos para as leveduras avaliadas, as quais apresentaram uma DL50 de 0,89 mg L-1 para a levedura T. utilis (IZ214) e DL50 de 1,86 mg L-1 para a S. cerevisiae (Pedra). As sementes de Zea mays foram expostas ao extrato de solo com cádmio, onde foi obtido uma DL50 de 33,9 ± 3,0 mg L-1 e, nas mesmas condições para a levedura S. cerevisae (Pedra), a DL50 foi de 29,8 mg L-1. Os resultados obtidos mostraram uma proximidade de valores nos ensaios com extrato de solo com cádmio entre a semente de milho e levedura. Com isso, foi possível concluir que as leveduras são sensíveis ao cádmio e podem ser uma nova opção de bioindicadores. Além disso, as leveduras e principalmente a S. cerevisiae possuem um alto grau de homologia com os eucariotos superiores, permitindo assim o estudo de aspectos de toxicidade relevantes a biologia humana. / Due to extensive use of cadmium in industries, many soils are contaminated. Several studies are being conducted with biomarkers to detect cadmium in soils, mostly with earthworms (Eisenia fetida) and plants, however, these tests are laborious and lengthy. Micro-organisms have been presented as an alternative to this application, as they are easy to grow and maintain, and offer a rapid response to environmental changes. Thus, the aim of this study was to use different kinds of yeasts as indicators of cadmium in soil. Eighteen yeasts strains were evaluated, from which three were selected for their sensitivity in the presence of cadmium. The yeast Torulopsis utilis var. thermophilus (IZ214), showed high sensitivity, Candida utilis (IZ300), showed a median sensitivity and Saccharomyces cerevisiae (Ale Yeast) a showed lower sensitivity. Yeasts growth was assessed through spectrophotometry, by reading O.D. and by the technique Triphenyltetrazolium (TTC) to assess cell viability. The use of TTC was more appropriate as an indicator of cell viability in yeast bioassays showing metabolically active cells. We evaluated the growth of yeasts in soil extracts with cadmium obtained by extraction with CaCl2 0.01 mol L-1. It was observed that the growth of the yeast on most of the treatments was equal or superior to the control. This was due to the adsorption of cadmium to organic matter and other elements. To prove the adsorption of cadmium to organic matter, an essay was performed with the yeast S. cerevisiae (Ale Yeast), in which the soil extract solution obtained was added with Cd2+. By reading the O.D. it was observed an inhibition rate of 75% for 100 mg L- 1 cadmium and, by the TTC technique, the highest rate of 100% inhibition occurred at a concentration of 44 mg L-1. Seeds trials were conducted to evaluate germination and growth. Cucumis sativus seeds were exposed to a solution of Cd2+, resulting in 100% of germination and showing a LD50 of 7.33 mg L-1, which was greater than the one measured for yeasts, who had an LD50 of 0.89 mg L-1 to the yeast T. utilis (IZ214) and LD50 of 1.86 mg L-1 for S. cerevisiae (Ale Yeast). The seeds of Zea mays were exposed to soil extract containing cadmium, in which it was noticed a LD50 of 33.9 ± 3.0 mg L-1 and, by having the same conditions for the yeast S. cerevisiae (Ale Yeast), the LD50 was of 29.8 mg L-1. The results showed similar values in tests with soil extract with cadmium comparing the corn seed and the yeast. Thus, it was concluded that the yeasts are sensitive to cadmium and may be a new option bioindicators. Also, yeasts, in special S. cerevisiae, have a high degree of homology with higher eukaryotes, therefore allowing the study of relevant toxicity aspects in human biology.

No presente trabalho, primeiramente avaliou-se o desempenho fermentativo de 10 cepas de leveduras isoladas de frutas, de mel centrifugado e de resíduo do processamento de mel após a etapa de sedimentação (borra do mel), em tubo de ensaio contendo mosto constituído de Mel 15 °Brix suplementado, individualmente, com diferentes nutrientes, a saber: extrato de levedura comercial (10,0 g/L), farelo de arroz (20,0 g/L), mistura (1,0 g/L) constituída de farelos de milho, arroz e soja na proporção 5:2:5 e nutriente comercial (D&R) (0,15 g/L). Os parâmetros avaliados coexistiram da determinação do número de células em câmara de Neubauer e das concentrações de açúcares e etanol por HPLC, o que permitiu a determinação dos parâmetros rendimento, eficiência de fermentação e produtividade. Estes resultados sustentaram a seleção do mosto suplementado com extrato de levedura comercial e da melhor cepa de levedura que foram posteriormente avaliados em escala piloto. A cepa selecionada foi a levedura isolada a partir da borra de mel, a qual foi posteriormente identificada como Saccharomyces cerevisiae e nomeada Saccharomyces cerevisiae EEL 2009. A avaliação da produção de aguardente de mel em escala piloto foi realizada nas instalações do Alambique da Associação Rural de Canas, Canas-SP e o destilado obtido armazenado em tonel de carvalho de 200 L por 6 meses. Amostras foram coletadas a cada 30 dias para caracterização físico-química em conformidade com os parâmetros estabelecidos na Legislação Brasileira para aguardente de frutas. Em paralelo, as respectivas amostras foram devidamente avaliadas sensorialmente por 120 provadores não treinados, por meio de testes de aceitação, em escala hedônica, considerando os quesitos aparência, aroma, sabor, corpo e impressão global, além da atitude de compra. Estes resultados foram analisados estatisticamente por ANOVA e teste de Tukey, sendo os resultados de aceitação em relação à impressão global, analisados por meio da análise multivariada o que permitiu traçar o Mapa de Preferência Interno - MDPREF. Os resultados referentes à caracterização físico-química das respectivas amostras demonstraram que todas apresentaram os parâmetros de avaliação em conformidade com os padrões estabelecidos pela legislação. Os resultados da análise sensorial revelaram que o tempo de armazenamento de 180 dias em tonel de carvalho não foi suficiente para a ocorrência de reações desejadas, o que influenciaria nas características sensoriais da bebida, tornado-a mais agradável e suave. No entanto, apesar do pouco tempo de armazenamento, a aguardente de mel apresentou uma boa aceitação por parte dos provadores, cuja maioria manifestou sua aceitação em termos de \"gostei ligeiramente\" e \"não gostei, nem desgostei\". No tocante ao MDPREF, este revelou que a amostra referente a 180 dias de armazenamento foi preferida por um maior número de provadores. Em relação à atitude de compra, as amostras armazenadas por 60 (79,17%) e 180 dias (75,83%) apresentaram os melhores resultados. Diante do exposto, conclui-se que o mel se apresenta como uma alternativa viável para a formulação de mosto para produção de aguardente no período de entre safra de cana-de-açúcar, contribuindo para melhor aproveitamento das instalações e como fonte alternativa de renda para o produtor rural. / In this work, first it was evaluated the fermentation performance of 10 yeast strains isolated from fruits, centrifuged honey and residue of honey processing after the sedimentation (sludge honey) step. This experiment was carried out in test tube containing wort made from honey 15 °Brix supplemented individually with different nutrients, namely: commercial yeast extract (10.0 g/L), rice bran (20.0 g/L), mixture (1.0 g/L) consisting of bran corn, rice and soy in the ratio 5:2:5 and commercial nutrient (D&R) (0.15 g/L). The parameters evaluated included the cell number determination in Neubauer chamber, and sugars and ethanol concentrations by HPLC, which allowed to determine the fermentation parameters as yield, fermentation efficiency and productivity. These results supported the selection of the wort supplemented with commercial yeast extract and the best yeast strain, which were subsequently evaluated in a pilot scale. The selected strain was the yeast isolated from the sludge honey, which was later identified as Saccharomyces cerevisiae and named Saccharomyces cerevisiae EEL 2009. The production evaluation of honey spirit on a pilot scale was conducted at the Canas Rural Association Pilot Plant for cachaça production - Canas-SP and distillate was stored in oak barrel of 200 liters per 6 months. Samples were collected every 30 days for physic-chemical characterization in accordance with the guidelines established in the Brazilian Legislation for fruit spirit. Beyond that, the respective samples were properly sensory evaluated by 120 untrained consumers regarding to acceptance testing employing a hedonic scale, considering characteristics as appearance, aroma, flavor, and overall impression, and the attitude of purchase, as well. These results were statistically analyzes by ANOVA and Tukey`s test and the results of acceptance regarding to the overall impression, were analyzed by multivariate analysis which allowed tracing the Internal Preference Map - MDPREF. The results concerning the physic-chemical characterization of the respective samples showed that all presented the evaluation parameters in accordance with standards established by the legislation. The results of sensory analysis revealed that the storage time of 180 days in oak barrel was not enough for the occurrence of desired reactions, which influence the sensory characteristics of the beverage, making it nicer and smoother. However, despite short time storage, honey spirit showed good acceptance by the consumers. Most of them expressed acceptance in terms of \"liked slightly\" and \"not liked nor disliked\". Regarding the MDPREF results, these proved that the sample relating to 180 days of storage was preferred by majority of consumers. Regarding the attitude of purchase, the samples stored for 60 days (79.17%) and 180 days (75.83%) showed the best results. Therefore, we conclude that honey can be considered as a viable alternative for wort formulation for the production of spirit, mainly in the period between harvests of sugar cane, contributing to better utilization of the facilities and as alternative source of income for farmers.

Os resíduos lignocelulósicos agroindustriais são substratos abundantes e de baixo custo para a produção de vários compostos de valor agregado como etanol e xilitol, por isso a importância de estudos para ampliar as formas de aproveitamento das pentoses e hexoses presentes nestas matérias primas. Em vista disso, o presente trabalho buscou estudar a composição e os processos de hidrólise ácida diluída e enzimática da casca de soja (Glycine max) e da casca de aveia (Avena sativa L), bem como avaliar a fisiologia e a capacidade de produção de metabólitos como etanol e xilitol por novas leveduras recombinantes e selvagens, a partir da fermentação destes hidrolisados. Na primeira etapa do estudo, testou-se diferentes concentrações de ácido sulfúrico em diferentes tempos de autoclave para o pré-tratamento e solubilização da fração de hemicelulose da mistura de casca de soja e casca de aveia, através do processo de hidrólise ácida diluída. A condição de 1 % de ácido em 40 minutos de autoclave foi escolhida para a obtenção do hidrolisado ácido para a fermentação. No sólido resultante do tratamento anterior, foram testadas duas enzimas, o extrato do fungo Penicillium echinulatum e a enzima comercial novozymes CELLUCLAST 1.5 ®, em três concentrações enzimáticas (10 FPU g-1,,15 FPU g-1, 20 FPU g-1).A enzima comercial novozymes CELLUCLAST 1.5 ®, na concentração de 15 FPU g-1 foi escolhida para a obtenção do hidrolisado enzimático pela maior liberação de açúcares no meio. Em uma segunda etapa, os hidrolisados ácido e enzimático e a mistura destes foram testados como meio de fermentação para duas linhagens recombinantes de Saccharomyces cerevisiae YRH 396 e YRH 400 que foram recombinadas por integração cromossômica dos genes da xilose redutase (XYL1), xilitol desidrogenase (XYL2) de Pichia stipitis e xiluloquinase (XKS1) de S. cerevisiae conferindo capacidade de metabolização da xilose. Nos ensaios em agitador orbital, a linhagem YRH 396 obteve parâmetros fermentativos (Yp/s e QP) superiores e teve seu metabolismo estudado em biorreator, apresentando valor de Yp/s de 0,39 gg-1 na fermentação do hidrolisado enzimático concentrado. Na fermentação do hidrolisado ácido em anaerobiose 71,2 % da xilose foi consumida com Yp/s (etanol) de 0,33 gg-1. Na fermentação do hidrolisado acido em um biorreator aerado com 1 vvm 64,3 % da xilose foi consumida com produção de 2,9 g L -1 de etanol e 8,17 g L -1 de xilitol. Em uma terceira etapa do trabalho, as novas espécies recentemente isoladas Spathaspora girioi e Spathaspora hagerdaliae foram testadas fermentando o hidrolisado ácido em anaerobiose e oxigênio limitado em agitador orbital. A fermentação pela espécie S. hagerdaliae foi escalonada em biorreator e apresentou Yp/s (etanol) de 0,32 gg-1 no cultivo em anaerobiose e Yx/x (xilitol) de 0,31 gg-1 em biorreator aerado. / Agroindustrial lignocellulosic residues are abundant, low-cost substrates for the production of various value-added compounds such as ethanol and xylitol. Therefore, the importance of extensive studies to increase the uses of pentoses and hexoses present in these raw materials. In this context, the present study sought to study the composition and the processes of diluted acid and enzymatic hydrolysis of soybean hulls and oat hulls, and to evaluate the physiology and production of ethanol and xylitol by new wild and recombinant yeast strains during fermentation of these hydrolysates. In the first stage of the study, different concentrations of sulfuric acid were tested in different autoclave times for the pre-treatment and solubilization of the hemicellulose fraction of the soybean hull and oat bark mixture through the diluted acid hydrolysis process. The condition of 1% acid in 40 minutes of autoclaving was chosen to obtain the hydrolysate resulting from the acid treatment for fermentation. In the solid resulting from the previous treatment, two enzymes, an extract of the fungus Penicillium echinulatum and the commercial enzyme CELLUCLAST 1.5 ® Novozymes, were tested in three enzymatic concentrations (10 FPU g-1,,15 FPU g-1, 20 FPU g-1).The commercial enzyme Novozymes CELLUCLAST 1.5 ® in the concentration of 15 FPU g-1 was chosen to obtain the enzymatic hydrolysate. In the second part, the acid and enzymatic hydrolysates and the mixture of these were tested as a fermentation medium for two recombinant strain of Saccharomyces cerevisiae YRH 396 and YRH 400 that were recombined by chromosomal integration of the genes xylose reductase (XYL1), xylitol dehydrogenase (XYL2) di Pichia stipitis and xylulokinase (XKS1) genes of S. cerevisiae conferring capacity of xylose metabolism. In the orbital shaker assays the YRH 396 strain showed better fermentation parameters (Yp/s and QP) and had its metabolism studied in a bioreactor, showing an Yp/s of 0.39 g g-1 in the fermentation of the concentrated enzymatic hydrolysate and consumption of 71.2 % of xylose in the fermentation of the acid hydrolysate under anaerobiosis, with Yp/s of 0.33 gg-1. In the fermentation of the acid hydrolysate in an aerated bioreactor with 1 vvm, 64.3% of xylose was consumed with production of 2.9 g L -1 of ethanol and 8.17 g L -1 of xylitol. In the third stage of the work, the species Spathaspora girioi and Spathaspora hagerdaliae were tested fermenting the acid hydrolysate in anaerobiosis and limited oxygen in orbital shaker. Fermentation by the Spathaspora hagerdaliae was staged in a bioreactor and presented Yp/s (ethanol) of 0.32 gg-1 under anaerobiosis and Yx/x (xylitol) of 0.31 under microaerobiosis.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-07-22Bitstream added on 2014-06-13T19:01:10Z : No. of bitstreams: 1 avacacrusca_js_dr_araiq.pdf: 1227782 bytes, checksum: 71826e714e84f8d90d13d72683afcd0a (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O provável fator de início de tradução 5A (eIF5A) é altamente conservado de arqueas a mamíferos e sofre uma modificação pós-traducional única e essencial, em que uma lisina específica é convertida em um resíduo de hipusina. Este fator já foi relacionado ao transporte nucleocitoplasmático, à degradação de mRNA e à proliferação celular. Dados recentes restabelecem uma função para eIF5A na tradução e sugerem a sua atuação na etapa de elongação ao invés de início, como originalmente proposto. Uma vez que o envolvimento de eIF5A com o degradação de mRNA ainda não foi elucidado, tornou-se interessante estudar qual a natureza desta relação. O metabolismo de mRNA é um processo complexo que envolve as etapas da tradução (mRNAs nos polissomos), repressão da tradução (mRNAs acumulados em grânulos de estresse) e degradação de mRNA (mRNAs nos P bodies). Os componentes da maquinaria de degradação de mRNA acumulam-se nos P bodies e, neste trabalho, foi verificado que eIF5A não se localiza nestes corpúsculos. Ainda, foi avaliada a formação de P bodies no mutante tif51A-3, na temperatura não permissiva (38ºC), e foi verificada uma inibição na formação de P bodies. Outros mutantes com defeitos na elongação da tradução, como cca1-1 e eft2H699K, também apresentaram defeito na agregação dos P bodies. Foi avaliada a existência de interação genética sintética entre os mutantes tif51A-1 e tif51A-3 e mutantes de fatores envolvidos com a repressão da tradução e/ou degradação de mRNA. Foi revelada uma supressão parcial do fenótipo de termossensibilidade com nocautes dos genes SBP1, DHH1 e PAT1, que codificam fatores ativadores da remoção do capacete e repressores da tradução. Por outro lado, uma interação sintético doente entre os mutantes tif51A-1 e xrn1Δ foi... / The putative translation initiation factor 5A (eIF5A) is highly conserved from archaea to mammals and undergoes an unique and essential post-translational modification, in which a specific lysine residue is converted into a hypusine residue. This factor has been involved in several cellular processes such as nucleocytoplasmic transport, mRNA decay and cell proliferation. Recent data have re-established a function for eIF5A in translation and suggests a role in elongation rather than initiation as originally proposed. Since the involvement of eIF5A with mRNA decay has not been elucidated it has become interesting to study the aspects of this relationship. mRNA metabolism is a complex process that involves the steps of translation (mRNAs on the polysomes), translation repression (mRNAs accumulated in granules) and mRNA degradation (mRNAs in P bodies). The mRNA degradation machinery accumulates in P bodies and in this study we have verified that eIF5A is not localized inside them. P bodies assembly was evaluated in the tif51A-3 mutant at non-permissive temperature and this aggregation was inhibited. Other mutant strains with defects in translation elongation, such as cca1-1 e eft2H699K, also presented defective P body assembly. The existence of synthetic genetic interactions between the eIF5A mutants, tif51A-1 and tif51A-3, and translation repression and/or mRNA decay mutants was evaluated. A partial suppression of the temperature sensitive phenotype of the eIF5A mutants was revealed when SBP1, DHH1 and PAT1 genes were deleted. Since those proteins are decapping activators and translational repressors these interactions reveal a putative function for eIF5A as an inhibitor of translation repression. However, a synthetic sick phenotype between tif51A-1 and xrn1Δ mutants was observed. Finally, stress granules... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2015-04-22T22:12:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 italo.pdf: 843750 bytes, checksum: 971dc2983746976f9e3b4bd789755fb5 (MD5) Previous issue date: 2010-03-04 / Yeasts were isolated from different Amazon habitat: beetles gut (Carabidae), midgut and hindgut of Nasutitermes sp., soil samples from savanna (Boa Vista city, Roraima state) and Amazon rain forest. The yeasts were selected according to the capability of metabolize sugarcane bagasse hemicellulosic hydrolysate (HACA) as one carbon source, assimilate and fermenting D-xylose. To selective medium preparation, HACA was diluted until reducing sugar concentration was 1% and supplemented with Yeast Nitrogen Base (YNB 6,7 g/L) and Agar (20 g/L). Xylose assimilating ability was investigated using replica-plating, as described by Barnett et al. (1990), using D-xylose (50 mM), YNB (6,7 g/L) and Agar (20 g/L). Fermenting capability was evaluated using flasks with 10 mL of YUKX medium (Yeast extract 1,5 g/L; Urea 1,25 g/L; KH2PO4 1,1 g/L and D-xylose 50 g/L), containing a Durham tube. Another fermentation test was performed using Falcon® tubes (50 mL) with 10 mL of YUKX, sealed with rubber stopper. A valve allowed CO2 liberation as fermentative evidence. A number of 76 colonies were isolated (2 from savanna, 8 from rain forest, 12 from Carabidae and 54 from Nasutitermes sp.), among these were detected 28 that have ability to growth on D-xylose as unique carbon source and 3 were able to ferment that sugar. These results agree with Breznak (1982) and Blackwell et al. (2004), which consider that insect gut (as termites and beetle) is a rich source of microorganisms that metabolize hemicelluloses for biotechnology purpose. Three D-xylose fermenting strains isolated from Amazon insects (LC27, IB04 and IB09) were cultivated at HACA and YUKX medium. The cell growth and sugar consumption were evaluated using OD600 and DNS methods, respectively. Thermo tolerance and ethanol tolerance were investigated using heat-shock (52 ºC, 9 minutes) and ethanol-shock (YPD + 20% ethanol during one week), evaluating cell viability. A fermenting assay was performed, monitoring CO2 releasing to estimate ethanol production. Sugar consumption was 78,3% at HACA medium, while at YUKX was 55,9%. Both strains are able to do hemicellulosic hydrolysate saccharification, raising reducing sugar from 42,5 g/L up to 63 g/L. The cell viability after heat-shock was upper 85% for IB04 and IB09 strains, but LC27 had a cell-viability lower than 40%. The cultivation after ethanol shock shows tolerance by all tested strains. The fermenting assay allows estimate low ethanol yield, average about 3,34 g/L. These results indicate potential for biotechnological using of hemicellulosic derived. / Foram isoladas leveduras a partir de diferentes habitats amazônicos, a saber, intestino de besouros da família Carabidae, conteúdo abdominal de cupins (Nasutitermes sp.), amostras de solos coletados em áreas de savanas (formação geomorfológica Boa Vista RR) e em matas de terra firme (Manaus AM). As leveduras foram isoladas segundo a capacidade de crescer invitro usando hidrolisado hemicelulósico de cana-de-açúcar (HACA) como fonte única de carbono, sendo selecionadas aquelas que fossem capazes de assimilar e fermentar D-xilose. Para tanto se utilizou meio de cultura composto por hidrolisado hemicelulósico de cana-de-açúcar (concentração de açúcar redutor total ajustada para 1%), suplementado por Yeast Nitrogen Base (YNB 6,7 g/L) e Agar (20 g/L). A capacidade de assimilar D-xilose foi atestada pela técnica replica-plating, descrita por Barnett et al. (1990), cultivando as colônias isoladas em placas de Petri contendo D-xilose (50 mM), YNB (6,7 g/L) e Agar (20 g/L). A capacidade fermentativa foi testada em tubos de ensaio contendo meio YUKX líquido, composto por extrato de leveduras (1,5 g/L), uréia (1,25 g/L), KH2PO4 (1,1 g/L) e D-xilose (50 g/L). Em cada tubo de ensaio foi adicionado um tubo de Durham para retenção de gás liberado pela fermentação. Outro teste qualitativo de fermentação foi efetuado, cultivando as leveduras em tubos Falcon® de 50 mL contendo 10 mL de YUKX. Os tubos foram vedados com rolhas de borracha contendo um orifício fechado por uma mangueira. Após sete dias de cultivo, a mangueira foi aberta dentro de uma coluna de água, para evidenciar o desprendimento de gás pela atividade fermentativa. Foram isoladas ao todo 76 colônias de leveduras, sendo duas associadas a solos de savana, oito associadas a solos de florestas de terra firme, 12 associadas a besouros da familia Carabidae e 54 associadas à Nasutitermes sp. Dentre estas, 28 foram capazes de assimilar D-xilose e três capazes de fermentar o referido açúcar, sendo duas associadas à Carabidae e uma a Nasutitermes sp. Estes resultados concordam com o que foi escrito anteriormente por Breznak (1982) e Blackwell (2004), os quais consideram que o trato digestivo de insetos xilófagos é uma rica fonte de microrganismos de interesse biotecnológico. As três linhagens de leveduras, fermentadoras de D-xilose (LC27, IB04 e IB09) foram cultivadas em YUKX e em HACA, a fim de caracterizá-las quanto ao crescimento celular (mensurando a densidade ótica / λ = 600 nm) e o consumo de açúcar redutor (quantificado pelo método DNS). O ensaio em fermentômetro foi executado para avaliação da perda de massa por desprendimento de CO2 a fim de se estimar a produtividade de etanol. Avaliou-se ainda a termotolerância (choque térmico a 52 ºC por 9 minutos) e tolerância ao etanol (cultivo estacionário por 7 dias em YPD + 20% etanol). Todos os experimentos foram feitos em duplicata, com pH inicial 5,5 e temperatura a 35 ºC. O consumo de açúcar redutor total em HACA foi em média de 78,3%, enquanto que em YUKX o consumo médio foi de 55,9%. Quando cultivadas em HACA, as linhagens demonstraram ainda potencial de sacarificação, elevando a concentração de ART em até 48% durante as primeiras 8 horas de cultivo. As linhagens IB04 e IB09 são termotolerantes, apresentando viabilidade celular superior a 85%, enquanto que LC27 esses valores foram inferiores a 40%. O teste de tolerância ao etanol demonstrou resistência pelas três linhagens, com média de 81 unidades formadoras de colônia nas primeiras 24 horas, tornando-se incontáveis a partir das 48 horas. A evolução de CO2 (valor médio de 3,2 g/L) permite estimar produção de etanol, mas com baixo rendimento, com estimativa de 3,34g/L. Todas apresentam potencial para utilização em processos biotecnológicos usando hidrolisado hemicelulósico como substrato.

Existe um grande interesse das indústrias farmacêuticas em encontrar um tratamento adequado para os pacientes com câncer que apresentaram resistência aos medicamentos comumente utilizados para o combate dessa neoplasia. Sendo assim, se faz necessário a busca de novos marcadores genéticos que estejam associados à predisposição do paciente a reagir ao efeito da droga de maneira diferente do esperado. Para isso, vários estudos vêm sendo desenvolvidos, baseados nos medicamentos anticancerígenos. Entre esses medicamentos podemos destacar os agentes quimioterápicos a base de platina, como a carboplatina, cisplatina, oxaliplatina e a nedaplatina, que agem eliminando as células cancerosas através da formação de adutos nas bases de purina do DNA nuclear e a rebecamicina, um antitumoral que possui a capacidade de inibir a ação catalítica das topoisomerases I, ainda em teste clínico. Desse modo, este estudo teve a perspectiva de encontrar mutantes de leveduras resistentes a carboplatina e análogos de rebecamicina. Como resultado, identificamos 19 genes associados à resistência a carboplatina, sendo que 6 deles possuem genes ortólogos em humanos associados principalmente ao mecanismo de reparo de DNA e ao transporte celular. Foram também identificadas 9 linhagens que estavam associadas a sensibilidade a carboplatina sendo que 3 delas possuem deleções em genes com ortólogos humanos, que estão associados ao transporte endossomal, ao ribossomo e ao bloqueio do ciclo celular na fase G1. Na busca por um novo composto antitumoral derivado de rebecamicina, identificamos Reb C como um análogo promissor, já que apresentou 9 genes associados a resistência, dos quais 2 deles possuem ortólogos humanos relacionados ao ribossomo e ao proteassoma / There is a strong interest from pharmaceutical companies in finding an appropriate treatment for patients with cancer who had resistance to drugs commonly used to fight this disease. Therefore, it is necessary to search for new genetic markers that are associated with the patient\'s predisposition to react to the drug differently than expected. Aiming this, several studies have been developed based on anticancer drugs. Among these drugs can be highlighted the chemotherapeutic agents based on platinum, such as carboplatin, cisplatin, oxaliplatin and nedaplatin, which act by eliminating cancer cells through the formation of adducts with the purine bases of nuclear DNA and the rebeccamycin, an antitumor that has the ability to inhibit the catalytic action of topoisomerase I, still in clinical trial. This study aimed to find yeast resistant mutants to carboplatin and rebeccamycin analogs. As a result, we identified 19 genes associated with resistance to carboplatin, 6 of them presenting orthologous genes in humans, which are mainly associated to the mechanism of DNA repair and to cellular transport. 9 strains were also identified which are associated with carboplatin sensitivity, 3 possessing their orthologous in humans associated with endosomal transport, ribosome and cell cycle arrest in the G1 phase. In a search for a new antitumor compound derived from rebeccamycin, we identified the Reb C analog as promising, since it featured nine genes associated with resistance to it, among 2 of them have human counterparts related to the ribosome and the proteasome.

Devido à ampla utilização do cádmio nas indústrias, muitos solos encontram-se contaminados. Vários estudos com bioindicadores estão sendo realizados para detectar cádmio em solos, sendo a maioria com minhocas (Eisenia fetida) e plantas, contudo estes testes são laboriosos e longos. Os micro-organismos tem se mostrado uma alternativa promissora para esta aplicação, pois são de fácil cultivo e manutenção, além de apresentarem uma rápida resposta às alterações ambientais. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi utilizar diferentes gêneros de leveduras como bioindicadores de cádmio no solo. Para tanto foram avaliadas dezoito linhagens de leveduras, das quais foram selecionadas três quanto à sensibilidade na presença de cádmio. A levedura Torulopsis utilis var. thermophilus (IZ214) apresentou alta sensibilidade, a Candida utilis (IZ300) sensibilidade mediana e Saccharomyces cerevisiae (Pedra) a menor sensibilidade. O crescimento foi avaliado por espectrometria, através de leituras de D.O. e pela técnica do Trifeniltetrazólio (TTC) para avaliação da viabilidade celular. O uso do TTC mostrouse mais adequado nos bioensaios com leveduras evidenciando as células metabolicamente ativas. Foi avaliado o crescimento das leveduras em extratos de solo com cádmio obtidos pelo extrator CaCl2 0,01 mol L-1. Observou-se que o crescimento das leveduras na maioria dos tratamentos foi igual ou superior ao controle. Isso ocorreu devido à adsorção do cádmio à matéria orgânica e outros elementos. Para comprovar a adsorção do cádmio à matéria orgânica, foi realizado ensaio com a levedura S. cerevisiae (Pedra) onde ao extrato de solo obtido foi adicionado solução de Cd2+. Através da leitura de D.O. foi observada uma taxa de inibição de 75% para 100 mg L-1 de cádmio e, pela técnica do TTC, a taxa de inibição de 100% ocorreu na concentração de 44 mg L-1. Ensaios com sementes foram realizados para avaliar a germinação e crescimento na presença de cádmio. Sementes de Cucumis sativus foram expostas à solução de Cd2+, ocorrendo 100% de germinação e apresentando DL50 de 7,33 mg L-1. Este resultado foi maior comparado aos obtidos para as leveduras avaliadas, as quais apresentaram uma DL50 de 0,89 mg L-1 para a levedura T. utilis (IZ214) e DL50 de 1,86 mg L-1 para a S. cerevisiae (Pedra). As sementes de Zea mays foram expostas ao extrato de solo com cádmio, onde foi obtido uma DL50 de 33,9 ± 3,0 mg L-1 e, nas mesmas condições para a levedura S. cerevisae (Pedra), a DL50 foi de 29,8 mg L-1. Os resultados obtidos mostraram uma proximidade de valores nos ensaios com extrato de solo com cádmio entre a semente de milho e levedura. Com isso, foi possível concluir que as leveduras são sensíveis ao cádmio e podem ser uma nova opção de bioindicadores. Além disso, as leveduras e principalmente a S. cerevisiae possuem um alto grau de homologia com os eucariotos superiores, permitindo assim o estudo de aspectos de toxicidade relevantes a biologia humana. / Due to extensive use of cadmium in industries, many soils are contaminated. Several studies are being conducted with biomarkers to detect cadmium in soils, mostly with earthworms (Eisenia fetida) and plants, however, these tests are laborious and lengthy. Micro-organisms have been presented as an alternative to this application, as they are easy to grow and maintain, and offer a rapid response to environmental changes. Thus, the aim of this study was to use different kinds of yeasts as indicators of cadmium in soil. Eighteen yeasts strains were evaluated, from which three were selected for their sensitivity in the presence of cadmium. The yeast Torulopsis utilis var. thermophilus (IZ214), showed high sensitivity, Candida utilis (IZ300), showed a median sensitivity and Saccharomyces cerevisiae (Ale Yeast) a showed lower sensitivity. Yeasts growth was assessed through spectrophotometry, by reading O.D. and by the technique Triphenyltetrazolium (TTC) to assess cell viability. The use of TTC was more appropriate as an indicator of cell viability in yeast bioassays showing metabolically active cells. We evaluated the growth of yeasts in soil extracts with cadmium obtained by extraction with CaCl2 0.01 mol L-1. It was observed that the growth of the yeast on most of the treatments was equal or superior to the control. This was due to the adsorption of cadmium to organic matter and other elements. To prove the adsorption of cadmium to organic matter, an essay was performed with the yeast S. cerevisiae (Ale Yeast), in which the soil extract solution obtained was added with Cd2+. By reading the O.D. it was observed an inhibition rate of 75% for 100 mg L- 1 cadmium and, by the TTC technique, the highest rate of 100% inhibition occurred at a concentration of 44 mg L-1. Seeds trials were conducted to evaluate germination and growth. Cucumis sativus seeds were exposed to a solution of Cd2+, resulting in 100% of germination and showing a LD50 of 7.33 mg L-1, which was greater than the one measured for yeasts, who had an LD50 of 0.89 mg L-1 to the yeast T. utilis (IZ214) and LD50 of 1.86 mg L-1 for S. cerevisiae (Ale Yeast). The seeds of Zea mays were exposed to soil extract containing cadmium, in which it was noticed a LD50 of 33.9 ± 3.0 mg L-1 and, by having the same conditions for the yeast S. cerevisiae (Ale Yeast), the LD50 was of 29.8 mg L-1. The results showed similar values in tests with soil extract with cadmium comparing the corn seed and the yeast. Thus, it was concluded that the yeasts are sensitive to cadmium and may be a new option bioindicators. Also, yeasts, in special S. cerevisiae, have a high degree of homology with higher eukaryotes, therefore allowing the study of relevant toxicity aspects in human biology.