Os polihidroxialcanoatos (PHA) são poliésteres bacterianos. Na sua biossíntese, a PHA sintase incorpora monômeros 3HA à cadeia polimérica. O objetivo deste trabalho foi estudar o potencial da PHA sintase de 2 isolados do gênero Burkholderia sp. na produção de copolímeros. Construiram-se linhagens recombinantes que abrigavam os genes da PHA sintase classe I, em mutantes de Pseudomonas sp. e Burkholderia sacchari, que não acumulam PHA. Foram realizados ensaios de acúmulo de PHA usando glicose como fonte de carbono, apresentando a produção de unidades de 3HB, 3HO e 3HD nas linhagens recombinantes de Pseudomonas sp. As linhagens recombinantes de B. sacchari incorporaram como único constituinte P(3HB). Ensaios de acúmulo de PHA foram realizados nas linhagens recombinantes de B. sacchari, usando como co-substratos diferentes ácidos graxos, sendo detectada a incorporação de unidades de 3HV e 3HHx além do 3HB, quando foram fornecidos acido hexanóico e valérico. Estes resultados indicam que as PHA sintases classe I são capazes de incorporar diferentes unidades monoméricas. / The polyhydroxyalkanoates (PHA) are bacterial polyester. In their biosynthesis, the PHA synthase incorporates monomers 3HA to the polymer chain. The objective of this work was to study the potential of PHA synthase of 2 isolates of the genus Burkholderia sp. in the production of copolymers. Were constructed recombinant strains that housed the genes of PHA synthase class I mutants of Pseudomonas sp. and Burkholderia sacchari, which do not accumulate PHA. PHA accumulation assays were performed using glucose as carbon source, showing the production of units of 3HB, 3HO and 3HD in recombinant strains of Pseudomonas sp. The recombinant strains of B. sacchari incorporated as single constituent P(3HB). PHA accumulation assays were performed on the recombinant strains of B. sacchari, Using as co-substrates different fatty acids, being detected the incorporation of units of 3HV and 3HHx beyond the 3HB, when were supplied hexanoic acid and valerico. These results indicate that the PHA synthases class I are able to incorporate different monomer units.

Polihidroxialcanoatos (PHA) são poliésteres acumulados por diversas bactérias a partir de fontes renováveis e são termoplásticos, biodegradáveis e biocompatíveis. A variabilidade da composição monomérica de PHA determina suas propriedades mecânicas e permite seu uso em diversas aplicações. A PHA sintase é a enzima responsável pela polimerização do PHA. O objetivo deste trabalho foi à busca por genes codificadores desta enzima, construção e avaliação de recombinantes portando tais genes. Inicialmente buscaram-se novos genes de PHA sintase a partir de clones de uma biblioteca metagenômica previamente detectados por PCR como positivos para algum tipo de PHA sintase. Posteriormente buscou-se PHA sintases de classe III e construiram-se recombinantes de Pseudomonas sp e B. sacchari pela introdução de genes de C. vinosum (phaECCv). Nas duas recombinantes, os genes inseridos foram capazes de aumentar a fração de 3HHx em relação a linhagem selvagem, quando se utilizou glicose e hexanoato como fontes de carbono. / Polyhydroxyalkanoates (PHA) are polyesters accumulated from renewable sources by several bacteria and are thermoplastic, biodegradable and biocompatible. The variability of the PHA monomer composition determines its mechanical properties and allows their use in many applications. PHA synthase is the enzyme responsible for the polymerization of PHA. The objective was to search for genes encoding this enzyme, construction and the assessment of recombinant bacteria carrying such genes. Initially a screening of PHA synthase genes was made from a metagenomic library clones previously identified as positive by PCR for any type of PHA synthase. Later a search for class III PHA synthases was made as a construction of a recombinant Pseudomonas sp and B. sacchari by introducing genes of C. vinosum (phaECCv). In the two recombinant strains, the genes inserted were able to increase the fraction of 3HHx compared to the wild strain when glucose and hexanoate was used as carbon sources.

Este trabalho teve por objetivo avaliar o potencial de 39 isolados bacterianos para produção de polihidroxialcanoatos contendo monômeros de cadeia média (PHA|MCL). Os isolados foram incapazes de utilizar eficientemente amido, lactose ou sacarose. O desempenho na produção de PHA a partir de glicose ou frutose pelos isolados foi inferior à linhagem de referência (Pseudomonas sp. LFM046). Muitos dos isolados apresentaram bom desempenho na conversão de glicerol em PHAMCL. Pela primeira vez, foram detectadas bactérias capazes de produzir PHAMCL a partir de xilose. Com base no sequenciamento do rDNA 16S, estes isolados foram identificados como pertencentes ao gênero Pseudomonas. Cultivos em biorreator, resultaram em uma biomassa de aproximadamente 6 g/L, contendo cerca de 11 a 14% de PHA. A superexpressão dos genes responsáveis pelo catabolismo de xilose (xylAB) em Escherichia coli não levou a melhora no consumo de xilose ou produção de PHAMCL. / This work aimed to evaluate the potential of 39 bacterial isolates to produce polyhydroxyalkanoates containing medium-chain monomers (PHAMCL). The isolates were unable to efficiently utilize starch, lactose or sucrose. The performance of the PHA production from glucose or fructose by the isolates was lower than the reference strain (Pseudomonas sp. LFM046). Many isolates showed good performance in the conversion of glycerol into PHAMCL. For the first time, bacterial isolates capable of producing PHAMCL from xylose were detected. Based on the sequencing of 16S rDNA, these isolates were identified as belonging to the genus Pseudomonas. Bioreactor cultures resulted in a biomass of approximately 6 g/L, containing about 11 to 14% PHA. Overexpression of the genes responsible for the catabolism of xylose (xylAB) in Escherichia coli did not led to improved xylose consumption or production of PHAMCL.

Surfactantes de origem química e biológica são substâncias anfipáticas que se localizam em interfaces e diminuem a tensão intererficial. Este trabalho objetivou isolar microrganismos do gênero Pseudomonas, a partir de amostras ambientais; selecionar, dentre os isolados, aqueles que são capazes de produzir biossurfactante e caracterizar os biossurfactantes encontrados de acordo com suas propriedades. Foram isoladas 1713 linhagens, destas, 944 foram capazes de crescer em meio PIA. A análise do sobrenadante para presença de ácidos graxos normalmente encontrados em ramnolipídios demonstrou que em 31 linhagens, das 95 que apresentaram atividades tensoativas, foi detectada a presença de 3-hidroxidecanoato (3HD) e outras 56 não apresentaram picos característicos de ácidos graxos característicos de ramnolipídios. Foram selecionadas 10 linhagens para caracterização dos biossurfactantes produzidos por elas. Foi confirmada a produção de ramnolipídios por 3 linhagens e foi possível identificar um novo composto com tensoatividade, o 2-acetilfurano. / Biological and chemical surfactants are anphipatic compounds whitch reduce interfaces tension. The present work aimed to isolate microorganisms of samples from diverse environments, chosing among the isolated ones, those capaple of producing biosurfactants and characterizing it according to some of their properties. From 1713 isolated strains, 944 were capable of growing in PIA medium. The supernatant analysis for the presence of fatty acids usually found in rhamnolipds showed that 31 of the 87 strains that presented tensoactive activities, had 3-hydroxyalkanoates (3HD) detected in their supernatant. Other 56 strains did not present characteristic rhamnolipid fatty acids peaks. Based in this resoults 10 isolates were selected for a better characterization of their biosurfactants. The producton os RHLs were confirmed for 3 diferent strains. It was possible to identify a new compound called 2-acethylfuran that was not mentioned by other authors as a possible biosurfactant or as produced by Pseudomonas.

Orientadores: Andréa Dessen de Souza e Silva, David Neves / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-25T14:11:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Madeira_PauloViniciusdaMata_M.pdf: 3508240 bytes, checksum: 40070baffe8469acd5f3a60f9e82a931 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Segundo a Organização Mundial da Saúde, doenças infecciosas são a segunda principal causa de morte no mundo. Essas doenças são causadas por organismos patogênicos que podem compartilhar certas similaridades em seu modo de infecção. Bactérias patogênicas são responsáveis por diversas doenças de acometimento humano, sua patogenicidade, na maioria das vezes, apresenta-se associada a secreção de fatores de virulência que são responsáveis pela adesão, invasão e por danos ás células e tecidos do hospedeiro. P. aeruginosa é um patógeno oportunista, multiresistente a antibióticos e é a bactéria Gram negativa principal causadora de infecções hospitalares, podendo levar à óbito por pneumonia e sepse pacientes imunocomprometidos, principalmente pacientes com fibrose cística, AIDS e vítimas de queimadura. A proteína ExoU de P. aeruginosa é um fator de virulência, altamente citotóxico, secretado pela bactéria que apresenta atividade fosfolipase A, degradando a membrana celular e levando a rápida morte celular. ExoU é pertencente a família das proteínas tipo patatina, essas proteínas apresentam regiões homólogas a fosfolipase A2 citosólica humana e regiões homólogas a proteínas patatinas. A proteína PlpD encontrada em linhagens que não codificam ExoU, a saber: PA01 e PA14 de P. aeruginosa apresentam todas as regiões conservadas, classificando-a como uma proteína bacteriana do tipo patatina, assim como a ExoU. Além disso foi mostrado que seu domínio catalítico é secretado pela bactéria e apresenta atividade de lipase, importante para o processo infectivo do patógeno. Como P. aeruginosa, assim como outros patógenos, se tornaram multiresistentes a antibióticos, a busca por novos alvos terapêuticos vem sendo incentivada. A compreensão estrutural dos componentes envolvidos no processo infectivo é essencial para o desenvolvimento de novos agentes terapêuticos. Nesse trabalho a estrutura da porção secretada da proteína PlpD, com atividade catalítica, foi resolvida à uma resolção de 2.14 Angstroms. A análise da proteína mostrou diferenças interessantes entre sua estrutura e de seu homólogo ExoU, fornecendo pistas para a caracterização de seu mecanismo de ação à nível estrutural. Essa tese foi desenvolvida em colaboração com o grupo do Laboratório de Engenharia de Sistemas Macromoleculares de Marselha, França sob coordenação da Drª Sophie Bleves / Abstract: According to the World Health Organization, infectious diseases are the second leading cause of deaths worldwide . These diseases are caused by pathogenic organisms that may share certain similarities in their mode of infection. Pathogenic bacteria are responsible for many human diseases, their pathogenicity, most often appears associated with the secretion of virulence factors that are responsible for adhesion, invasion and damage to the cells and tissues of the host. P. aeruginosa is an opportunistic pathogen, multidrug-resistant and the main Gram negative cause of nosocomial infections, this pathogen may lead to death due to pneumonia and septcemia immunocompromised patients, especially patients with cystic fibrosis, AIDS and burn victims. The ExoU protein of P. aeruginosa is a highly cytotoxic virulence factor secreted by the bacterium which has phospholipase A activity by degrading the cell membrane and leading to rapid cell death. ExoU belongs to patatin-like protein family, these proteins have regions homologous to human cytosolic phospholipase A2 and regions homologous to patatins. The PlpD protein is found in strains that do not encode ExoU, namely P. aeruginosa PA01 and PA14. This protein shows all conserved regions of patatin-like proteins, classifying it as a bacterial patatin-like protein, as well as the ExoU. Furthermore it was shown that its catalytic domain is secreted by the bacterium and shows lipase activity, important for the infection process. As P. aeruginosa, as well as other pathogens have become multidrug resistant, the search for new therapeutic targets is being encouraged. The understanding of the structural components involved in the infective process is essential for the development of new therapeutic agents. In this work the structure of the secreted portion of PlpD protein which has catalytic activity was resolved at 2.14 angstroms resolution. The protein analysis showed interesting differences between its structure and its homologous ExoU, providing evidences to the characterization of its mechanism of action at a structural level. This thesis was developed in collaboration with the Macromolecular Engineering Systems Laboratory group in Marseille, France under the coordination of Dr Sophie Bleves / Mestrado / Genetica de Microorganismos / Mestre em Genética e Biologia Molecular

Orientadores: Arnaldo Yosteruy Kuaye, Luiz Antonio Viotto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-19T05:42:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Camargo_LilianeRodrigues_M.pdf: 1091941 bytes, checksum: 60be1838dcd0800329468f3b7825e521 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O grande consumo de águas minerais tem alavancado muitos estudos de relação caracterização microbiológica, nas mais diversas regiões brasileiras. Trabalhos revelam que a grande maioria das águas brasileiras envasadas e águas de poços artesianos possuem contaminação microbiana, causando grande preocupação com relação à qualidade da água a ser consumida. Dentre os processos para tratamento da água mineral, a fim de atender as exigências comerciais e de legislações, está a microfiltração. O processo consiste da utilização de filtros de membranas poliméricas, nos quais os microrganismos ficam retidos (barreira mecânica). De acordo com a Resolução RDC nº 275/2005 Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), os microrganismos Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa, estão inseridos, juntamente com outras bactérias, como Enterococos, Clostridium perfringens e coliformes totais no quadro de controle microbiano de águas minerais. Devido à utilização dos filtros de membrana para controle destes microrganismos, há a necessidade da realização da sanitização desses filtros para evitar proliferação de microrganismos na superfície; prevenindo o entupimento dos poros da membrana e contaminação do processo. O sanitizante a base de ácido peracético e água quente são os principais agentes sanitizantes utilizados na indústria de água mineral para sanitização de equipamentos. Assim este trabalho objetivou avaliar a formação de biofilme microbiano de Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa em membranas poliméricas de poliamida e polietersulfona e a eficiência da sanitização das membranas por solução de ácido peracético a 0,1%, 0,2% e água quente a 85 ºC em dois diferentes tempos de contato, 10 minutos e 20 minutos. O teste foi realizado através do contato de cupons de 1 cm2 das membranas com o inóculo na concentração de 104 UFC/ mL, em temperaturas de 5, 25 e 35ºC e a análise dos cupons após 24h, 48h e 72h de contato. A quantidade de células aderidas de Escherichia coli para ambas as membranas foi de 4 log UFC/ cm2 para as primeiras 24h de contato, chegando até 6 log UFC/cm2 após 72h de contato para a temperatura de 35ºC. Para Pseudomonas aeruginosa, o comportamento de adesão foi similar, onde a maior quantidade chegou à 6,25 log UFC/cm2 após 72h de contato para a temperatura de 25ºC. Para avaliar a eficiência dos agentes sanitizantes, os cupons foram submetidos ao processo de adesão dos microrganismos e após 24 horas de contato na temperatura de 35ºC foram colocados em contato com a solução sanitizante à base de ácido peracético 0,1%, 0,2% e água quente à 85ºC durante 10 e 20 minutos. Os sanitizantes utilizados ofereceram grande eficiência na redução das bactérias aderidas nas membranas. A concentração do sanitizante químico mais efetivo foi 0,2% para 10 e 20 minutos de contato, onde cerca de 80% dos cupons tiveram redução de > 4 Log UFC/cm2. A água na temperatura de 85ºC em ambos os tempos de contato (10 minutos e 20 minutos) também ofereceu grande eficiência na redução logarítmica dos microrganismos, onde 100% dos cupons apresentaram redução > 4 Log UFC/cm2 / Abstract: The high consumption of mineral water has leveraged many studies regarding microbiological, in several brazilian regions. Papers reveal that the vast majority of brazilian bottled waters and water from artesian wells have microbiological contamination, causing great concern about the quality of water being consumed. Among the processes for treatment of mineral water in order to meet business requirements and laws is microfiltration. The process consist in the use of polymer membrane filters, the where the microorganisms are withheld (mechanical barrier). According to Resolution RDC 275/2005 of National Agency for Sanitary Vigilance (ANVISA) microorganisms Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa, are inserted, along with other bacteria such as Enterococcus, Clostridium perfringens and total coliforms under control of microbiological characteristics of mineral waters. Due to the use of membrane filters to control these microorganisms, there is the need to perform sanitization filters to prevent the proliferation of microorganisms on the surface, preventing the clogging of the pores of the membrane and process contamination. The sanitizing the basis of peracetic acid and hot water are the main agents sanitizers available in the industry of mineral water to equipments sanitize. This study aimed to evaluate the microbial biofilm formation of Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa in polymeric membranes of polyamide and polyethersulfone membranes and the sanitizing ef ficiencyprocess with of peracetic acid 0.1%, 0.2% and hot water at 85 °C in two different contact times, 10 minutes and 20 minutes. The test was conducted through the contact of coupons with 1 cm2 of the membranes in the inoculum with concentration of 104 CFU /mL, at temperatures of 5, 25 and 35 °C and an alysis of the coupons after 24h, 48h and 72h of contact. The amount of Escherichia coli cells attached to both membranes was 4 log CFU /cm2 for the first 24 hours of contact, reaching 6 log CFU /cm2 after 72 hours of contact to a temperature of 35 °C. For Pseudomonas aeruginosa, the adherence behavior was similar, where the largest amount reached 6.25 log CFU /cm2 after contact for 72 hours at 25 º C. To evaluate the effectiveness of sanitizing agents, the coupons were subjected to the adhesion of microorganisms and after 24 hours of contact at 35 ºC were placed in contact with the sanitizing solution based on peracetic acid 0.1%, 0.2% and hot water at 85 °C for 10 to 20 minutes. The sanitizers used offered high efficiency in reducing bacteria attached on the membranes. The concentration of chemical sanitizer most effective was 0.2% for 10 and 20 minutes of contact, where about 80% of the coupons was reduced by > 4 Log CFU/cm2. The water temperature at 85 °C in both contact times (10 and 20 minutes) also offered greater efficiency in logarithmic reduction of microorganisms, where 100% of the coupons showed a reduction > 4 Log UFC/cm2 / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Gláucia Maria Pastore / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-21T12:20:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pimentel_MarianaRecco_M.pdf: 2621314 bytes, checksum: d6872d6164557c38b2fa7e53bccaddf0 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O aroma é responsável por grande parte do sabor de um alimento, e considerado um dos atributos mais importantes na aceitação do produto pelo consumidor. A preferência dos consumidores por produtos naturais tem incentivado o desenvolvimento de novos processos biotecnológicos para a produção de compostos de aroma naturais. A biotransformação de terpenos é uma alternativa promissora para a produção de aromas, visto que pode contornar alguns problemas associados a síntese química como a baixa geração de resíduos tóxicos e alta regio- e estéreo-seletividade das reações. Ademais, segundo a legislação brasileira, produtos obtidos por métodos microbiológicos podem ser rotulados como 'naturais' (ANVISA, Resolução nº 104, de 14 de maio de 1999). Os processos de biotransformação de monoterpenos frequentemente utilizam bactérias do gênero Pseudomonas como biocatalisadores por se adaptarem facilmente a diferentes substratos e condições extremas devido a sua elevada versatilidade metabólica e sistema enzimático complexo. Assim, o presente trabalho visou a utilização de monoterpenos (limoneno, a-pineno e citronelol) como substratos em processos de biotransformação por micro-organismos do gênero Pseudomonas. O Capítulo 1 apresenta um artigo de revisão atualizado sobre o potencial biotecnológico de micro-organismos do gênero Pseudomonas como biocatalisadores em processos de biotransformação. O Capítulo 2 refere-se aos resultados obtidos pelos experimentos que contemplam o isolamento de bactérias em meio seletivo e diferencial para Pseudomonas, e sua aplicação em processos de biotransformação de monoterpenos (R-(+)-limoneno, a-pineno, citronelol). Das 34 linhagens selecionadas, 9 bactérias foram capazes de biotransformar pelo menos um dos substratos em compostos de aroma de maior valor agregado. R-(+)-limoneno foi convertido a cis- e trans-carveol e carvona por 7 linhagens, atingindo concentrações de até 412 mg/L, 275 mg/L e 209 mg/L, respectivamente. a-Pineno, por sua vez, foi usado como fonte de carbono e energia por 7 linhagens e foi convertido principalmente em cis-verbenol e verbenona a baixas concentrações por 5 linhagens. Outros compostos como limoneno, mirtenol e ß-pineno, também foram identificados como produtos principais da conversão do a-pineno por 2 linhagens. Por outro lado, apenas 3 linhagens foram capazes de metabolizar citronelol em outros compostos derivados, como óxidos de rosa e isopulegol. O efeito da variação do pH do meio de biotransformação e da indução das linhagens, através da pré-exposição do micro-organismo ao substrato, no crescimento celular e formação de produtos de bioconversão foram avaliados com o intuito de otimizar o processo de biotransformação. A produção de óxido de rosa a partir de citronelol foi estudada e detalhada no capítulo final, que configurou um artigo publicado na revista Chemical Engineering Transactions. Em testes de citotoxicidade, a linhagem mostrou alta resistência a maiores concentrações de terpeno, revelando grande potencial para posterior otimização do processo. Os compostos derivados mais notáveis foram destacados no presente trabalho pela alta qualidade sensorial e alto valor agregado. Além das notas sensoriais altamente relevantes industrialmente, a carvona e o carveol são ainda reconhecidos por apresentar algumas funções biológicas. A verbenona e verbenol se destacam pelo alto custo e vasta aplicação nas áreas alimentícia, da agricultura, e da medicina. O óxido de rosa é um dos componentes mais importantes na criação de composições florais em perfumaria, além de possuir um baixo threshold. Sendo assim, a biotransformação de precursores de baixo custo em compostos de alto valor agregado pode ser considerado uma estratégia vantajosa e econômica / Abstract: Aroma compounds influence greatly the flavor of food products and govern their acceptance by consumers and market success. The increasing consumer preference for natural products has encouraged remarkable efforts towards the development of biotechnological processes for the production of natural flavor compounds. Biotransformation of terpenes represents a very promising alternative for production of aromas, since overcome the problems associated with chemical synthesis such as the low generation of toxic waste and high regio-and stereo-selectivity reactions. In addition, products obtained by microbiological methods can be labeled 'natural' under Brazilian law (ANVISA Resolution No. 104 dated May 14, 1999). Studies on monoterpene bioconversion frequently use bacteria from the genus Pseudomonas as biocatalysts since they adapt easily to different substracts and extreme conditions thanks to their high metabolic versatility and complex enzyme system. Therefore, the present work aims to use monoterpenes, such as limonene, a-pinene and citronellol, as substrate for the biotransformation processes by microorganisms from the genus Pseudomonas. The Chapter 1 presents a current review on the biotechnological potencial of microorganisms from the genus Pseudomonas. Chapter 2 refers to the results obtained from laboratory experiments which include the isolation of bacteria in selective and differential medium for Pseudomonas and their application in monoterpene biotransformation processes ((R-(+)-limonene, a-pinene, citronellol). Among 32 selected strains for investigation of biotransformation capability, 9 bacteria were able to biotransform one of the substrates on value-added flavor compounds. R-(+)-limonene was converted to cis- and trans-carveol and carvone by 7 strains, at concentrations of 412 mg/L, 275 mg/L e 209 mg/L, respectively. a-Pinene, in turn, was used as sole carbon and energy source for 7 strains, and yielded especially cis-verbenol and verbenone at low concentrations by 5 strains. Other compounds such as limonene, myrtenol and ß-pinene have also been identified as major products from the conversion of a-pinene by 2 strains. On the other hand, only 3 strains were able to metabolize citronelol on other derivative compounds, such as rose oxides and isopulegol. The effects of different pHof biotransformation medium and induction phase on cell growth and product concentration were evaluated in order to optimize the biotransformation process. The production of rose oxides by strain L1B2P was studied and detailed separately in the third chapter, set as a published article at Chemical Engineering Transactions. In citotoxicity tests, the strain showed impressive terpene resistance, revealing great potential for further process optimization. Most notable compound derivatives were highlighted in the present work due to their high sensory quality and added value. Besides highly industrially relevant sensory notes, carvone and carveol are also recognized by pursuing some biological functions. The verbenone and verbenol stand by the high cost and wide application in food, agriculture, and medicine fields. Rose oxide, in turn, is one of the most important components in creating floral compositions in perfumery, besides its low threshold. Thus, biotransformation of inexpensive precursors into high value added compounds can be considered an economical and advantageous strategy / Mestrado / Ciência de Alimentos / Mestra em Ciência de Alimentos

Orientador: Arnaldo Yoshitery Kuaye / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-21T15:08:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Castro_MarciliaSantosRosado_D.pdf: 7485240 bytes, checksum: 3dad1460f19464270a1613e5d1418506 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Na elaboração de produtos lácteos, a qualidade do leite cru é um fator de grande importância. Alguns micro-organismos psicrotróficos produzem enzimas lipolíticas e proteolíticas, além de apresentar capacidade formar biofilmes em superfícies de equipamentos e utensílios utilizados no processamento. Dentre estes micro-organismos, estão bactérias dos gêneros Enterococcus e Pseudomonas. Neste trabalho, os objetivos principais foram avaliar a presença de bactérias do gênero Enterococcus e Pseudomonas produtoras de enzimas proteolíticas e lipolíticas, em ambientes de processamento de produtos lácteos, a possível formação de biofilmes mono e multi-espécies em superfície de aço inoxidável AISI 304 e seu controle por agentes sanitizantes. As coletas de amostras foram realizadas durante as etapas de processamento de queijo Minas Frescal. Bactérias dos gêneros Enterococcus e Pseudomonas e mesófilos aeróbios foram detectadas em amostras de matéria-prima, superfícies de contato e produto final. Também foram coletadas amostras de leite cru de duas outras indústrias, denominadas leite cru 3 e leite cru 4. O armazenamento das amostras de leite cru a 4, 7 e 10 °C por 2, 4 e 8 dias, perm itiu observar a influência do tempo e temperatura no desenvolvimento bacteriano. O aumento do tempo e temperatura promoveu a elevação das contagens de mesófilos aeróbios, Enterococcus spp. e Pseudomonas spp.. Foram obtidos 315 isolados do gênero Enterococcus e 310 do gênero Pseudomonas. Dentre os isolados identificados pela técnica da reação em cadeia da polimerase (PCR), o gênero Enterococcus apresentou 35,05% de E.faecium e 64,95% de E.faecalis, e o gênero Pseudomonas, 23,87% de P.aeruginosa e 76,18% de P.fluorescens. A partir da análise da atividade proteolítica das bactérias dos gêneros Enterococcus e Pseudomonas, foram observados resultados positivos em 49,52 e 71,29%, respectivamente. Para atividade lipolítica, estes percentuais foram de 38,73 e 98,38%, respectivamente.A avaliação da formação de biofilmes mono e multi-espécies foi realizada em cupons de aço inoxidável AISI 304, com rugosidade média de 0,366µm, nos tempos 0; 1,2; 4; 6,8 e 8 dias e nas temperaturas 7; 13; 27; 41 e 47°C, segundo delineamento composto central rotacional. Foram realizados cinco delineamentos, para avaliação da formação de biofilme por E.faecium, E.faecalis, P.fluorescens,P.aeruginosa e pela junção das espécies. O inóculo inicial utilizado foi aproximadamente 1x102UFC.cm-2. A análise de variância mostrou ajuste significativo para todos os delineamentos, permitindo a construção de modelos capazes de predizer a adesão em função do tempo e temperatura. Faixas de combinações de tempo e temperatura que permitiram a formação dos biofilmes foram determinadas. Bactérias do gênero Enterococcus inibiram o desenvolvimento das bactérias do gênero Pseudomonas. A microscopia eletrônica de varredura permitiu a visualização das topografias, bactérias aderidas e produção de exopolissacarídeos. A ação dos sanitizantes hipoclorito de sódio a 100mg.L-1 de Cloro Residual Total (CRT), ácido peracético a 300mg.L-1 e digluconato de clorexidina a 400mg.L-1, em relação aos biofilmes formados foi avaliada. O ácido peracético foi o sanitizante mais eficiente, no entanto na maior parte dos ensaios, os micro-organismos não foram totalmente eliminados,evidenciando a dificuldade de sanitização das superfícies após a formação do biofilme / Abstract: In the preparation of dairy products, the quality of raw milk is a factor of great importance. Some psychrotrophic produce lipolytic and proteolytic enzymes, and present the capacity to form biofilms on surfaces of equipament and utensils used in processing. Among these microorganisms are bacteria of the genera Pseudomonas and Enterococcus. In this study, the main objectives were to evaluate the presence of bacteria of the genera Pseudomonas and Enterococcus which produce lipolytic and proteolytic enzymes in environments where dairy products are produced, the possible formation of biofilms mono and multi-species on the surface of stainless steel AISI 304 and its control by sanitizers. The sample collection were collected in processing of Minas cheese. Bacteria of the genera Enterococcus and Pseudomonas, and mesophilic aerobic were detected in samples of raw materials, contact surfaces and the final product. Samples of raw milk from two other industries, denominated raw milk 3 and raw milk 4 were also collected. The storage of raw milk samples at 4, 7 and 10°C for 2, 4 and 8 days allowed to observe the influence of time and temperature on bacterial growth. The increasing time and temperature promoted an increase in counts of aerobic mesophiles, Enterococcus spp. and Pseudomonas spp. in all collected samples. We obtained 315 isolates of the genus Enterococcus and 310 of the genus Pseudomonas. Among the isolates identified by PCR, the genus Enterococcus indicated 35.05% of E.faecium and 64.95% of E.faecalis, and Pseudomonas indicated 23.87% of P.aeruginosa and 76.18% of P.fluorescens. From the analysis of the proteolytic activity of bacteria of the genera Pseudomonas and Enterococcus positive results were observed in 49.52 and 71.29%, respectively. To lipolytic activity these percentages were 38.73 and 98.38%, respectively. The evaluation of the mono and multi-species biofilm formation was developed in coupons of stainless steel AISI 304, with roughness average of 0.366µm, in times of 0, 1.2, 4, 6.8 and 8 days and in temperatures of 7 , 13, 27, 41 and 47°C, according to a central composite design. Five designs were developed for evaluation of biofilm formation by E.faecium, E.faecalis, P.fluorescens, P.aeruginosa and by junction of all species. The initial inoculum used was approximately 1x102 CFU.cm-2. The analysis of variance indicated the significant adjustment for all designs, allowing the construction of models capable of predicting the adhesion according to of time and temperature. The optimum intervals of time and temperature for the formation of biofilms were determined for each design. Bacteria of the genus Enterococcus inhibited the growth of bacteria of the genus Pseudomonas. The scanning electron microscopy allowed the visualization of topographies, the adhered bacteria and the production of exopolysaccharides. The action of sodium hypochlorite 100mg.L-1 of Total Residual Chlorine (TRC), peracetic acid 300mg.L-1 and chlorhexidine gluconate 400mg.L-1 in relation to formed biofilms was evaluated. Peracetic acid was the most effective sanitizing, however in most tests, the microorganisms were not completely eliminated, which demonstrates the difficulty of sanitization of surfaces after formation of the biofilm / Doutorado / Tecnologia de Alimentos / Doutora em Tecnologia de Alimentos

Assurer la disponibilité d'un métal afin de croitre est un processus microbien vital,particulièrement critique lorsque la source devient rare comme à l'intérieur d'un hôte. Dans ces travaux, nous décrivons et étudions deux opérons prédits pour coder les différentes fonctions permettant la synthèse, l'export et la récupération d'un nouveau métallophorebactérien analogue à nicotianamine des plantes. Des études préliminaires ainsi que d'autresétudes indiquent que ces systèmes sont fonctionnels, qu'ils permettent l'import de nickel et decobalt et que les transporteurs prédits sont importants pour la virulence de S. aureus. Encombinant des approches de biochimie, de génétique et de métabolomique nous proposons lastructure de ce métallophore chez S. aureus et P. aeruginosa et proposons aussi leurs modesde biosynthèse. Ce modèle reste encore à valider par des approches complémentaires maispermettrait de décrire pour la première fois un métallophore spécifique du nickel et du cobaltet un mode de synthèse original faisant appel à une épimérase, une enzyme apparentée auxnicotianamine synthase et enfin à une protéine appartenant à la famille DUF2338. Laconnaissance et l'utilisation de ces systèmes permettent aussi d'envisager des systèmes debioremédiation ou bien de récupération du nickel et du cobalt. / Ensuring the availability of a given metal for growth is a vital microbial process,especially critical when the source becomes scarce like inside a host. In this work, wedescribe and study two operons predicted to encode the various functions for the synthesis,export and recovery of a new bacterial metallophore similar to plant's nicotianamine.Preliminary studies as well as studies in the literature indicate that these systems arefunctional, participate in the import of nickel and cobalt and that the predicted transporters areimportant for the virulence of S. aureus. By combining approaches from biochemistry,genetics and metabolomics we propose the structure of this metallophore in S. aureus and P.aeruginosa and also offer ways of their biosynthesis. This model remains to be validated butwould describe for the first time a specific metallophore for nickel and cobalt and an originalbiosynthetic route involving an epimerase, an enzyme related to nicotianamine synthase andfinally a protein belonging to the DUF2338 family. The knowledge of these systems alsooffers the possibility to exploit them in the bioremediation or recovery of nickel and cobalt.

L'inflammasome est complexe protéique intracellulaire de l'immunité innée permettant la reconnaissance de pathogènes intracellulaires. NLRC4, un Nod-like récepteur permettant l'activation de l'inflammasome est impliqué dans la reconnaissance du flagelle ainsi que du système de sécrétion de type 3 (SST3) de Pseudomonas aeruginosa, une bactérie majoritairement extracellulaire. Nous avons donc déterminer l'impact de la reconnaissance de P. aeruginosa par le NLRC4-inflammasome in vivo dans un modèle murin de pneumonie aiguë. De façon surprenante, l'activation du NLRC4-inflammasome par le SST3 de P. aeruginosa contribue à diminuer la survie de l'hôte en diminuant la clairance bactérienne pulmonaire et en augmentant la lésion pulmonaire induite. En effet, la perte de l'activation de l'inflammasome chez les souris NLRC4/- permet d'une part, une réponse précoce méfiée par l'IL-17A. Cette réponse dépendant de l'IL-17A conduit à une expression majeure de peptides antimicrobiens par l'épithélium pulmonaire et diminue la lésion pulmonaire en diminuant le recrutement des cellules immunitaires inflammatoires. L'administration d'IL-18 recombinante murine ou l'inhibition de cette voie par un anticorps anti-IL-17A inhibe cette réponse IL-17A dépendante. Ces résultats mettent en évidence un nouveau rôle du SST3 de P. aeruginosa, qui en plus de son effet cytotoxique et de la translocation d'exotoxines, permet d'activer l'inflammasome pour échapper à la réponse immunitaire innée de l'hôte en inhibant une voie IL-17 dépendante. / The inflammasome is thought to function as a cytosolic surveillance system against intracellular pathogens. However, we report that Pseudomonas aeruginosa, an extracellular pathogen responsible for acute lung infection, relies upon inflammasome activation to persist and worsen disease. Specifically, we show that loss of either NLRC4 expression or type-3 secretion system (T3SS)-driven activation of NLRC4, surprisingly, resulted in a robust Th-17-like immune response that enhanced bacterial clearance and attenuated virulence independently of exotoxins. This Th-17-like response correlated with marked upregulation of antimicrobial peptides and was suppressed by either neutralization of IL-17A or exogenous IL-18 administration in vivo. Together, these results unveil an adaptation mechanism through which the problem pathogen manages to evade Th17-mediated immunity and invade the lung, providing a potential mechanism for infectious complications of anti-IL17 therapy in inflammatory diseases. The T3SS exploitation of NLRC4-coupled inflammasome response may therefore represent a novel gene-for-gene model of pathogen evolution alongside host immunity.