No description available.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:05:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4553_1.pdf: 555608 bytes, checksum: 9cb94ebf40323d8ad913699e17a82f12 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2005 / Investigações foram realizadas comparativamente sobre a habilidade de biossorção de cobre e zinco pela biomassa de Phanerochaete chrysosporium UCP 963 e Cunninghamella elegans UCP 596. A remoção dos metais pesados foi avaliada utilizando-se diferentes quantidades de biomassa (120 mg e 240 mg), viva e inativada, adicionadas a solução de cobre e de zinco (4 e 6 mM), pH 5.0 sob agitação de 150 rpm, à temperatura de 28 ºC, por 480 minutos. A amostra de C. elegans demonstrou habilidade de remoção dos metais pesados na concentração de 4 mM com rendimentos de 104 mg.g-1 (55% de remoção) para o cobre, 94,44 mg.g-1 (51% de remoção) de zinco, e na concentração de 6 mM zinco removeu 129,71 mg.g-1 (53%) e cobre 171 mg.g-1 (57%), todos os tratamentos foi utilizado 120 mg da biomassa. A biomassa inativada de P. chrysosporium foi mais eficiente na remoção de cobre na concentração de 6 mM com resultados de 134,18 mg.g-1 (45% de remoção) e em ambas concentrações de zinco (4 e 6 mM) apresentando uma sorção de 73-101 mg.g-1 (59-63 %), respectivamente, durante 480 minutos. Os resultados demonstram que tanto a utilização da biomassa inativada e/ou viva de P. chrysosporium e C. elegans apresentam habilidade no processo de remoção de cobre e zinco, possibilitando uma futura aplicação na sorção de metais pesados em ambientes contaminados

Orientador: Nelson Eduardo Duran Caballero / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-26T11:34:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kunz_Airton_D.pdf: 4294963 bytes, checksum: a713adb790fb0d093c8ee32a9e636223 (MD5) Previous issue date: 1999 / Doutorado

Seminario de Título para optar al Título de Ingeniera en Biotecnología Molecular. / Actualmente, el uso de enzimas celulasas, debido a su capacidad de degradar celulosa, ha crecido enormemente y ha sido reportado en industrias como la alimentaria, cervecera y vitivinícola, en la industria alimentaria animal, industrias textil y de detergentes, papelera, y de biocombustibles. En la naturaleza estas enzimas son producidas por hongos y bacterias, y son principalmente secretadas al medio extracelular. Estas enzimas pertenecen a una familia compuesta de al menos tres grupos: exo-celobiohidrolasas (CBH), endo-β-1,4 glucanasa (EG) y β-glucosidasa (BG), las cuales forman parte de un complejo catalítico que actúa de manera sinérgica, en compañía de otras enzimas, degradadando la biomasa. Debido al requerimiento de degradar celulosa por parte de diferentes industrias y ante las condiciones en las cuales se realiza este proceso, como la alta temperatura, el diseño de nuevas enzimas, realizando modificaciones sobre secuencias de proteínas mesófilas ya existentes sugiere ser una buena alternativa. En un estudio anterior, con el fin de generar un método bioinformático predictivo para termoestabilización de proteínas, se analizó el efecto de la temperatura sobre la estructura de la exo-celobiohidrolasa I Cel7C del hongo Phanerochaete chrysosporium usando métodos de dinámica molecular. Como resultado de esto se propuso la introducción de tres puentes disúlfuro, cada uno para una proteína Cel7CDC mutante diferente, los que deberían aumentar la rigidez de la estructura a altas temperaturas, y por lo tanto, su termoestabilidad. Con el objetivo de corroborar experimentalmente el método de predicción bioinformática utilizado, en este trabajo se implementó uno de los tres puentes disúlfuros propuestos para Cel7CDC. Para esto se realizó mutación sitio dirigida mediante la técnica de PCR con partidores que contenían la mutación en su interior, con objeto de generar dos mutaciones puntuales en el gen codificante. Con esto se reemplazó la fenilalanina 325 y la glicina 379 de la cadena aminoacídica de la proteína madura, por cisteínas. Las variantes del gen generadas fueron clonadas en los vectores pBluescript II SK (+) y fueron perpetuadas en E. coli TOP10, y también en el vector pPIC9k para ser expresadas en P. pastoris KM71. Se realizó la transformación y la selección de las variantes de P. pastoris se llevó a cabo por prototrofía en ausencia de histidina y luego con concentraciones crecientes de G418 según protocolos de selección del vector pPIC9k. La selección fue verificada mediante PCR de colonias y secuenciación. La expresión se llevó a cabo según el manual de expresión en P. pastoris con el vector, y tras ser analizadas mediante ensayos de actividad y zimogramas, no se encontró actividad asociada a ellas.

P. chrysosporium est un champignon saprophyte capable de dégrader de nombreux xénobiotiques, ce qui le rend particulièrement intéressant pour des applications en bioremédiation. Plusieurs publications mettent en avant l'importance de la maîtrise de l'homéostasie métallique dans la production de certaines enzymes lignolytiques. La présence de manganèse est en effet nécessaire à la production des manganèses peroxydases, alors qu'à l'inverse une carence permettra la production de lignines peroxydases. Cependant, la caractérisation de transporteurs impliqués dans le contrôle de l'homéostasie métallique n'a fait l'objet de recherches poussées que chez le champignon modèle S. cerevisiae. L'analyse des transporteurs putatifs de manganèse de 26 espèces fongiques représentant 20 ordres fongiques a permis de constituer un répertoire de 281 transporteurs de manganèse. L'analyse phylogénétique a permis de mettre en évidence que des processus de duplication, mais également de délétion, avaient eu lieu en particulier chez S. cerevisiae. Cependant ce dernier ne possède pas de transporteurs de manganèse appartenant à la famille des Cation Diffusion Facilitator. Dans le génome de P. chrysosporium, onze transporteurs de manganèse appartenant à différentes familles de gènes ont été identifiés. Le niveau d'expression de ces différents gènes a été étudié notamment en condition lignolytique. Ces transporteurs ont également été clonés afin de vérifier leurs fonctions par complémentation en système hétérologue. Cette étude a permis de mettre en évidence les transporteurs de manganèse putatifs de nombreux organismes fongiques, ainsi que l'absence d'une famille de transporteurs impliquée dans les mouvements de manganèse chez S. cerevisiae / P. chrysosporium is a saprophytic fungus able to degrade many xenobiotics which makes it particularly attractive for applications in bioremediation. Several publications highlight the importance of metal homeostasis in the production of lignolytics enzymes. Indeed the presence of manganese is required for the production of manganese peroxidase. Conversely, deficiency allows the production of lignins peroxidases. Characterization of transporters involved in the control of manganese homeostasis has been only researched in the model S. cerevisiae. Analysis of putative manganese transporters of 26 fungal species representing 20 orders of fungus was used to form a repertory of 281 transporters of manganese. Phylogenetic analysis allowed to highlight that duplication process, but also deletion, had occurred particularly in S. cerevisiae. However this one is devoid of transporters belonging to the manganese Cation Diffusion Facilitator. Eleven transporters belonging to gene families in which manganese transporters have been found were identified in the P. chrysosporium?s genome. Expression level of these genes was examined particularly in ligninolytic condition. Transporters have also been cloned in order to verify their functions by complementation in heterologous system. This study allowed to identify putative manganese transporters of numerous fungal organisms and the lack of a transporters family involved in the manganese transport in S. cerevisiae

Scaling biological pretreatment from the bench scale to the production scale may be more economical if unsterilized feedstock are used, however these allow for microbial competition from contaminates. An accurate and rapid method for identifying the desired biological pretreatment organism is necessary to confirm the presence of the desired organism when contaminates are morphologically similar to the target organism. Traditional methods, such as visual identification, sequencing, and selective plating can be time consuming and are sometimes still inconclusive. Based on methods described in the literature, plasmid DNA containing the marker genes gus (�-glucuronidase), LacZ, and gfp (green fluorescence protein) incorporated into the lignin-degrading basidiomycete Phanerochaete chrysosporium would result in a rapid genetic test for the desired organism. The presence of these genes can be confirmed either through an X-Gluc (cyclohexylammonia salt), X-Gal histochemical assay or observing the gfp’s fluorescence by a specially equipped confocal microscope. Each reporter systems will allow for rapid, reliable identification of the target species. This study will report on the success of the transformation methods in creating a transformed fungus to be used in the context of a large-scale fermentation operation. Additionally, a novel in-harvest lignocellulose feedstock biological pretreatment inoculation trial was performed comparing lignolytic performance between fungal inoculum application techniques. Optimization of carbohydrate availability for enhanced saccharification was determined by analyzing glucose release by treated and non-treated unsterilized switchgrass. This study also focused on identifying parameters to enhance saccharification efficacy at the farm-scale.

The following full-factorial study compared fungal activity on lignocellulosic biomass that was inoculated with three different amounts of fungus, and grown using three different airflow rates. These treatments were compared to a control which consisted of biomass that was not inoculated but was exposed to the same growth conditions in the environmental chamber. The objectives of the following experiment were to determine the inoculum density and airflow rate required to optimize Phanerochaete chrysosporium lignin degradation. Additionally, this study quantifies the saccharification yield from the pretreated switchgrass. The impact of substrate bulk density and substrate particle size on fungal growth were compared to determine if the particle size or the substrate bulk density has the predominant influence on the growth of the fungus, and subsequent pretreatment effectiveness quantified as an increase in glucose yields and lignin degradation. The particle size tests were controlled for bulk density; all three particle sizes were tested at a bulk density of 80 kg/m3. To test the density, three different bale densities were prepared controlling for particle size. The density tests were performed on small-scale bales made of 4 inch cut pieces of switchgrass compressed to the correct density. Therefore; density tests had the same particle size throughout all treatments, and particle size tests had the same density through all treatments. Carbohydrate accessibility post-pretreatment was examined through enzymatic saccharification and determination of glucose yields in the treatments and controls.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:07:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7922_1.pdf: 2006759 bytes, checksum: e658b40f8129b04ae2bab24568ef6746 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2005 / As blendas poliméricas compostas por polímeros sintéticos e amido vêm ganhando importância na área de materiais por apresentarem boas propriedades e maior biodegradabilidade quando descartadas no meio ambiente. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a capacidade biodegradadora de uma cultura mista dos fungos Talaromyces wortmannii e Phanerochaete chrysosporium numa blenda biodegradável de polietileno de baixa densidade (PEBD)/Amido, com aplicação na indústria de embalagens. A princípio foi feita uma seleção do tipo de amido pela avaliação do crescimento dos microrganismos. Em seguida, a blenda foi obtida pela mistura de PEBD/Amido 80/20% m/m num reômetro HAAKE a temperatura de 140oC por 10 min. O material foi exposto à cultura mista por um período de 165 dias. Os níveis de biodegradação dos filmes foram caracterizados antes e após a inoculação dos fungos através de análises de variação de massa, calorimetria diferencial exploratória-DSC, microscopia eletrônica de varredura-SEM e determinação da resistência à tração na ruptura e alongamento. Ainda foi realizado um monitoramento da produção de CO2 no processo de biodegradação por 90 dias, e um estudo cinético do crescimento dos fungos em meio Sabouraud modificado com amido. Os resultados mostraram que o amido do tipo anfótero (Foxhead®5901) apresentou um bom desempenho como componente para esse tipo de blenda. O consumo crescente e gradativo da blenda como fonte de carbono alternativa ficou evidente no acompanhamento da produção de CO2. Houve um acréscimo na massa dos filmes após exposição aos fungos pela sua impregnação no material. As análises de DSC mostraram que a processabilidade do PEBD não foi alterada com a adição de amido. O material apresentou uma significativa perda em propriedades mecânicas após contato com os fungos que, segundo evidenciado na SEM, consumiram o amido presente na matriz polimérica, gerando vazios e permitindo uma reorganização de sua estrutura. O fungo Phanerochaete chrysosporium apresentou como parâmetros cinéticos μmáx (h-1) = 0,10 e KS (g/L) = 8,50, enquanto que o fungo Talaromyces wortmannii μmáx (h-1) = 0,04 e KS (g/L) = 0,18, mostrando o quanto pode variar o comportamento de duas espécies de fungos distintas crescendo sobre as mesmas condições

Effluents with high concentration of organic matter and xenobiotic compounds, especially in the case of the agrochemicals, cause environmental concern. In the present work, the adaptative ability of two filamentous fungi, which cause white rot (Geotrichum candidum Link & Pers. and Phanerochaete chrysosporium Burds.), to tolerate high concentration of xenobiotic substances was analyzed. In solid medium, P. chrysosporium and G. candidum presented excellent development under aerated and not aerated conditions (30ºC and dark), in potato-dextrose-agar and malt extract-agar, respectively. In liquid medium, the same was observed in broth-potato-dextrose and malt extract. The fungi also developed well in liquid media deficient in proteins and carbohydrates, but with high concentrations (10 and 25 mg/L) of the agrochemicals Boral, Decanote, Gliphosate, Paraquat and Plenum - all used in fields of sugar-cane, as the ones of the "S.A Usina Coruripe Açúcar e Álcool" (Coruripe - AL). These chemicals are classified as persistent, belong to the toxicological classes II and III, and have different solubilities. The fungi presented tanninolitic activity when inoculated in samples of the crude effluent with supplement of nutrients, under aeration or not. The activity of the laccase of G. candidum in the same medium was higher in the 3rd day of the growth without aeration, occurring a reduction of that in the 5th day. On the other hand, the fungus P. chrysosporium presented a higher activity of laccase in the 7th day of the growth, also without aeration. Both fungi did not interfere in the color, turbidity, concentration of nitrates and nitrites of this medium. G.candidum revealed equal efficiency in the reduction of the concentration of phosphates of the crude effluent, under aeration (78.18%) and not aeration (79.33%) conditions. However, it did not reduce the COD. P. chrysosporium was efficient in the reduction of this COD, and the difference between the aerated growth (26.77%) and the not aerated one (29.55%) was very small. It did not reduce the total tanning bark concentration, but it diminished the concentration of phosphates under aerated (55.55%) and under not aerated (61.65%) condition. The addition of nutrients in the medium of diluted effluent (2 X, 4 X and 8 X) showed that there is a direct effect of the concentration of the COD on its percentage of removal by the inoculated fungi. There is also a direct effect on the remotion of total phenolic compounds and reduced glycids. The conversion of COD in the diluted effluent (8X) was higher in the growth of P. chrysosporium (65.66%) than in the one of G.candidum (57%). The same it can be said regarding to the best rates of phenol degradation (59.66% and 50.33%, respectively). The pH measured in the media supplemented with nutrients was always higher (7,56-7,8) than the initial one (5,5). In the higher dilution of the effluent (8X) plus the supplement of nutrients, the maximum removal of COD and total phenols after the treatment occurred in 7th day of incubation of both fungi. In all the cases of diluted samples plus supplement of nutrients, the discoloration drastically increased after the inoculation of the fungi. Therefore, the use of these microorganisms in the bioremediation of the effluent of sugar-alcohol industry is recommended only after a correction of the ratio C: N: P to about 100:1,6:1. / Efluentes com alta concentração de matéria orgânica e compostos xenobióticos, especialmente no caso dos agroquímicos, causam preocupação ambiental. No presente trabalho, dois fungos filamentosos causadores de podridão branca (Geotrichum candidum Link e Pers. e Phanerochaete chrysosporium Burds.) mostraram-se capazes de se adaptar a meios com elevados teores de matéria orgânica xenobiótica ou não. Em meio sólido, verificou-se que P. chrysosporium e G. candidum, apresentaram ótimo desenvolvimento em condições aeradas e não aeradas, a 30ºC e escuro, em meios batata-dextrose-ágar e extrato de malte-ágar, respectivamente. Em meio líquido, o mesmo foi observado em caldo-batatadextrose e meio extrato de malte. Os fungos também desenvolveram-se bem em cultivos líquidos deficientes em proteínas e carboidratos, e contendo altas concentrações (10 e 25 mg/L) dos agroquímicos Boral, Decanote, Glifosato, Paraquat e Plenum, todos utilizados nas lavouras de cana de açúcar da S.A Usina Coruripe Açúcar e Álcool (Coruripe AL), classificados como persistentes, de classes toxicológicas II e III, e com diferentes solubilidades. Ambos os fungos apresentaram atividade taninolítica quando inoculados em amostras de efluente de agroindústria sucro-alcooleira não diluídas e não acrescida de nutrientes, sob aeração ou não. A atividade da lacase do fungo G. candidum, nesse mesmo meio, foi maior no 3o dia de cultivo sem aeração, ocorrendo uma diminuição no 5o dia. Já o fungo P. chrysosporium, apresentou maior atividade da lacase no 7o dia de cultivo sem aeração. Em relação à cor, turbidez, concentração de nitratos e nitritos, não houve variação desses parâmetros nas amostras inoculadas por ambos os fungos. G. candidum mostrou-se igualmente eficiente na redução da concentração de fosfatos, em cultivos aerados (78,18%) e não aerados (79,33%) do efluente bruto. Todavia, não reduziu a DQO do mesmo. P. chrysosporium mostrou-se eficiente na redução da DQO, sendo pequena a diferença entre os cultivos aerados (26,77%) com relação aos não aerados (29,55%), e não reduziu o teor de taninos totais, mas diminuiu a concentração de fosfatos sob aeração (55,55%) e não aerado (61,65%). A adição de nutrientes no cultivo dos fungos em efluente agroindustrial diluído (2X, 4X e 8X), mostrou que houve um efeito direto da concentração da DQO sobre sua porcentagem de remoção e sobre a redução de fenóis totais e glicídeos redutores. A conversão da DQO em efluente diluído (8X) foi maior no cultivo de P. chrysosporium (65,66%) do que no de G. candidum (57%). O mesmo pode ser dito quanto às melhores taxas de degradação de fenóis (59,66% e 50,33%, respectivamente). Quanto ao pH mensurado nos cultivos suplementados com nutrientes, foi sempre maior (7,56-7,8) que o inicial (5,5). Já nos cultivos utilizando a maior diluição (8X) e o suplemento de nutrientes, a máxima remoção de DQO e de fenóis totais após o tratamento ocorreu no 7º dia do cultivo para ambos os fungos. Em todos os casos de amostras diluídas e acrescidas de nutrientes, a descoloração aumentou drasticamente após o cultivo dos fungos estudados. Portanto, recomenda-se a utilização desses microrganismos na biorremediação de efluentes sucro-alcooleiros desde que haja uma correção da proporção C:N:P de cerca de 100:1,6:1.

Durant ces dernières décennies, les systèmes enzymatiques de dégradation du bois sécrétés par les champignons ont fait l’objet de nombreuses études aboutissant à la caractérisation fonctionnelle et biochimique des enzymes extracellulaires majeures agissant directement sur le polymère. Cependant, les systèmes annexes associés au processus de dégradation n’ont à l’heure actuelle été que peu étudiés. En particulier, les systèmes de détoxication et de réponses des champignons au stress généré par le processus de dégradation ainsi que les mécanismes lui permettant de croître dans cet environnement hostile sont encore peu connus. Ce stress est majoritairement dû à la présence de radicaux et d’extractibles. Les extractibles sont des molécules issues du métabolisme secondaire de l’arbre qui sont synthétisés pour augmenter la durabilité du bois face aux attaques biotiques et abiotiques. Une analyse transcriptomique réalisée au laboratoire a mis en évidence la surexpression de gènes codant des petites protéines sécrétées (SSP) chez Phanerochaete chrysosporium lors d’une culture en présence d’extractibles de chêne. La fonction de ce type de protéines chez les champignons lignolytiques est inconnue. Mon projet de thèse a porté sur la caractérisation d’une de ces SSP (SSP1). Les résultats obtenus ont révélé des propriétés biochimiques atypiques pour cette protéine qui est capable de former une structure fibrillaire, notamment grâce à la présence d’un domaine C-terminal riche en alanine et glycine. De plus, nous avons pu montrer que cette protéine présentait une activité β-glucuronidase in vitro, qui est dépendante de son état d’oligomérisation. Une approche physiologique a également été abordée grâce à l’obtention de mutants knock-out de SSP de Podospora anserina. La caractérisation de ces mutants a montré un défaut de croissance en condition de stress oxydant et en présence de molécules perturbant l’intégrité de la paroi cellulaire. Enfin, une analyse in silico des orthologues de SSP1 a montré la présence de ce gène dans les génomes d’organismes saprophytes, ectomycorhiziens ou pathogènes suggérant un rôle indirect de cette protéine dans les processus de dégradation du bois, probablement en lien avec la gestion du stress associé / During the last decades, the enzymatic systems involved in wood degradation have been intensively studied in fungi. This has led to functional and biochemical characterization of the main extracellular enzymes that are involved in the process. However, other systems associated to the degradation mechanisms have been poorly studied. In particular, the detoxification and stress response pathways allowing the fungus to grow in and resist the toxic conditions that are associated to the degradative process are still unknown. This stress is mostly due to the presence of radicals and extractives. Extractives are putative toxic compounds produced as secondary metabolites in tree to enhance wood durability against biotic and abiotic attacks. A transcriptomic analysis performed in the laboratory highlighted the up-regulation of genes coding for small secreted proteins (SSP) in Phanerochaete chrysosporium in presence of oak extractives. The functions of these SSP are unknown in lignolytic fungi. My PhD project was focused on the characterization of one of these SSP (namely SSP1) of P. chrysosporium. The biochemical data revealed atypical features for SSP1. Indeed, it is able to form fibrilar structure, thanks to an alanine-rich and glycine-rich C-terminal domain. Moreover, we have shown that this protein exhibits β-glucuronidase activity in vitro which is dependent on its oligomerization state. Physiological data were obtained thanks to the obtention of SSP knock-out mutants in Podospora anserina. These mutants have growth defect in oxidizing stress condition and in presence of cell wall-disruptive compounds. Finally, the in silico analysis of SSP1 orthologues revealed the presence of this gene in genomes of saprophytic, ectomycorrhizal or pathogenic fungi, suggesting an indirect role of this protein in wood degradation processes, probably linked to the associated stress