Submitted by Cleber Casali (clebercasali@ufv.br) on 2017-06-28T17:49:26Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 513358 bytes, checksum: 7242180a7732569bdf7d045237f2e6ba (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-28T17:49:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 513358 bytes, checksum: 7242180a7732569bdf7d045237f2e6ba (MD5) Previous issue date: 2001-03-20 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A seqüência completa de nucleotídeos do gene pepg1 foi determinada. A análise desta seqüência mostrou que este gene apresenta dois possíveis introns de 58 pares de bases, um potencial cis elemento TATA na posição -151 e um potencial CAAT Box na posição -273. A região codificadora contém 1110 pb, após a retirada dos introns, e a partir dessa seqüência foi deduzida uma proteína com 370 aminoácidos. A seqüência de aminoácidos apresenta grande homologia com poligalacturonases de outros fungos filamentosos, com massa molecular deduzida de 38,4 KDa e ponto isoelétrico teórico de 8,31. Quatro fagos recombinantes foram isolados a partir do banco genômico de Pencillium expansum, utilizando-se como sonda um fragmento de DNA de 1,6 Kb contendo o gene pgg1 de P. griseoroseum, os quais foram denominados λPEPG1, λPEPG2, λPEPG3 e λPEPG4. Os fagos λPEPG3 e λPEPG4 apresentaram fragmentos genômicos clonados de 14,5 e 16,6 Kb. Fragmentos de DNA de Bam HI de 3,6 e 5,1 Kb dos fagos λPEPG3 e λPEPG4 respectivamente, que hibridizaram com a sonda, foram subclonados no vetor pBluescript® SK+, originando os plasmídeos recombinantes pEPG3 e pEPG4. O gene pepg1 foi usado na transformação de protoplastos do mutante nia/pab/faw de P. expansum na presença de polietilenoglicol e CaCl2. Para a seleção dos transformantes, em meio mínimo contendo nitrato de sódio como fonte de nitrogênio, foi usado o gene nia de Fusarium oxysporum. Cento e cinqüenta e cinco, dentre os 234 transformantes obtidos, foram considerados estáveis quanto ao gene de nitrato redutase, e foram analisados quanto à produção de pectinase total em meio mineral sólido tamponado contendo pectina. Foram observadas linhagens transformantes apresentando halos de degradação da pectina maiores e menores que os da linhagem selvagem e mutante, mas a maioria dos transformantes apresentou resultado similar ao dessas linhagens. Cinqüenta e três transformantes foram caracterizados quanto à produção de poligalacturonase. Foram observados transformantes com atividade de PG inferior à da linhagem selvagem, mas a maioria dos transformantes analisados apresentou aumento na atividade dessa enzima, variando de 10 a 89 % em relação à linhagem selvagem. A hibridização do DNA total dessas linhagens, clivado com enzimas de restrição, revelou a ocorrência de integração heteróloga e de múltiplas cópias em tandem do gene pepg1 no genoma de P. expansum. / The nucleotide sequence of a polygalacturonase encoding gene (pepg1) from Penicillium expansum was determined. Putative TATA and CAAT motifs were seen at position -151 and -273, respectively, from the translation start site. The pepg1 gene encodes a predicted protein of 370 aas after splicing of two introns of 58 bp. The estimated molecular mass of the polypeptide is 38.4 KDa with pI of 8.31. Multiple sequence alignment of PG protein sequences revealed high homology between PEPG1 and PG from several filamentous fungi. In order to isolate other PG genes a genomic bank from Penicillium expansum was reprobed with a 1.6 Kb DNA fragment which corresponds to a PG gene from P. griseoroseum. Four recombinant phages were isolated and designated λPEPG1, λPEPG2, λPEPG3 and λPEPG4. DNA fragments of 3.6 Kb and 5.1 Kb from phages λPEPG3 and λPEPG4, respectively, were subcloned into pBluescript® SK+ vector. These plasmids were named pEPG3 and pEPG4. Protoplasts of the mutant strain nia/pab/faw of P. expansum were transformed with the pepg1 gene in the presence of polyethylene glycol and CaCl2 . Transformants were selected in minimal medium containing sodium nitrate as nitrogen source, using the nia gene of Fusarium oxysporum. One hundred and fifty-five transformants among 234, stably maintained the nia gene and were screened for PG overproduction by a plate assay on minimal medium containing pectin. Most transformants showed halo size similar to the mutant and wild-type strains, although smaller and larger halos were also detected. The PG production of fifty-five transformants was analyzed and some transformants had lower PG activity when compared to the wild-type strain. However, most transformants produced significantly more PG than the wild type. Southern analysis of the transformed strains detected heterologous and tandem integration of multiple copies of the pepg1 gene.

Submitted by Leonardo Freitas (leonardo.hfreitas@ufpe.br) on 2015-04-09T18:28:06Z No. of bitstreams: 2 TESE MARÍLIA MACIEL.pdf: 3027098 bytes, checksum: 3d287d151c61c2f6ac29afba9e6589a1 (MD5) license_rdf: 9 bytes, checksum: 42dd12a06de379d3ffa39b67dc9c7aff (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-09T18:28:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 TESE MARÍLIA MACIEL.pdf: 3027098 bytes, checksum: 3d287d151c61c2f6ac29afba9e6589a1 (MD5) license_rdf: 9 bytes, checksum: 42dd12a06de379d3ffa39b67dc9c7aff (MD5) Previous issue date: 2013-02-27 / CNPq; EM / As espécies de Aspergillus pertencentes à seção Nigri são caracterizadas pela cor negra da maioria das colônias. A identificação destas espécies é complexa devido à alta diversidade genética. As características morfológicas, fisiológicas, bioquímicas, moleculares e espectrais são ferramentas que podem ser utilizadas na identificação polifásica. Aspergillus niger é a espécie da seção Nigri mais utilizada na indústria. Dentre as enzimas produzidas por este fungo podemos citar as poligalacturonases (PG), que possuem aplicação tecnológica no processamento de alimentos e frutas. Neste trabalho, linhagens de Aspergillus seção Nigri foram avaliadas por uma abordagem polifásica baseada na análise morfológica, bioquímica e espectral por Ionização/Dessorção de Matriz Assistida por Laser Tempo-de-Vôo/Espectrômetro de Massa (MALDI-TOF MS) para sua identificação e caracterização. Os dados obtidos a partir dessa abordagem indicaram que os resultados do MALDI-TOF MS corroboraram os dados da taxonomia clássica e análises bioquímicas. Cerca de 20% e 14% das linhagens de A. niger foram produtoras de ocratoxina A (OTA) e fumonisina B2 (FB2), respectivamente. As linhagens não micotoxigênicas foram avaliadas quanto à capacidade de produzir PG, sendo A. niger URM 5162 que apresentou maiores valores de atividade quando imobilizada em casca de laranja e com o reator operado sem aeração. Após a produção, as PG foram purificadas pelo sistema de duas fases aquosas (SDFA) formado por polietilenoglicol e sais de fosfato (PEG/fosfato). A endopoligalacturonase (endo-PG) e a exo-poligalacturonase (exo-PG) tiveram preferência pela fase superior do sistema (rica em PEG). Para as duas enzimas, os melhores resultados para o coeficiente de partição (K=1,23 para endo-PG e 2,40 para exo-PG), rendimento em atividade (Y=74,04% para endo-PG e 33,33% para exo-PG) e fator de purificação (FP=8,18 para endo-PG e 1,98 para exo-PG), foram obtidos com 12,5% (m/m) de PEG 8000 (g/mol) e concentração de fosfato de 25% (m/m) a pH 6,0, sendo esta a condição considerada como a mais adequada para a purificação das PG produzidas por A. niger URM 5162. A concentração de fosfato e a massa molar do PEG foram as variáveis independentes que mais influenciaram nos valores de K, Y e FP durante a purificação da endo- e exo-poligalacturonase, respectivamente. Diante dos resultados obtidos, observa-se que a utilização de uma abordagem polifásica consistindo de análise morfológica, bioquímica e proteômica, permite uma identificação mais precisa das espécies da seção Nigri. Aspergillus niger URM 5162 é a linhagem promissora para produção de PG, sendo o SDFA uma alternativa interessante e de baixo custo para a purificação destas enzimas.

Neste trabalho, estudou-se a produção das enzimas endo e exo-poligalacturonases (endo e exo-PG) pela linhagem t0005/007-2 de Aspergillus niger em meio sólido, em um biorreator de bandeja de dupla superfície, analisando-se as seguintes condições de operação: variação da espessura do meio sólido, uso de aeração superficial do meio, aplicação de pulsos de pressão e alteração da configuração do biorreator incluindo um duto central. Adicionalmente, foram avaliados parâmetros de recuperação das enzimas produzidas, como razão entre solvente e massa de meio e tempo de extração, sendo também analisada a influência da temperatura sobre a atividade e a estabilidade de endo e exo-PG. Inicialmente, foram avaliadas diferentes razões solvente/massa na recuperação de exo-PG, verificando-se que com menor volume de solvente utilizado (razão solvente/massa de 7,5:1), foi possível recuperar a mesma atividade enzimática obtida nas demais condições. Com um tempo de extração de 15 min foi alcançado o mesmo nível de recuperação de enzima que em tempos maiores. Com relação à espessura do meio sólido, maiores concentrações de biomassa (100 a 120 mg de massa celular por g de meio sólido seco; mg/gms) foram obtidas com espessuras entre 5 e 14 cm. Quando a espessura de meio foi aumentada para 17 cm, a biomassa decresceu (92 mg/gms), sugerindo-se que a transferência de massa até as regiões mais profundas do leito foi dificultada. Maiores atividades de exo-PG (80 a 115 U/gms) foram alcançadas com espessuras de leito entre 5 e 17 cm. Elevados gradientes de temperatura foram observados em todos os ensaios, com pico de temperatura de 50ºC. Quando aeração superficial forçada foi aplicada sobre o cultivo, no intuito de melhorar a transferência de calor e massa, observou-se que o crescimento microbiano foi afetado negativamente com fluxo de aeração de 8,5 L.min-1.kg-1mu (litros de ar/kg de meio úmido/minuto), observando-se biomassa de 75 mg/gms. Maior crescimento microbiano foi observado nas condições 1,4 e 2,8 L.min-1.kg-1mu, com biomassa de 103 mg/gms. A maior produção de endo-PG se deu na condição de 1,4 L.min-1.kg-1mu em 96 h (63 U/gms). Gradientes de temperatura semelhantes aos obtidos nas condições de diferentes espessuras de leito (50ºC), foram observados neste experimento. No processo em que foi utilizado sistema de pulso de pressão, acoplado à aeração superficial, verificou-se que a produção das enzimas endo e exo-PG foi negativamente afetada. Maior atividade de endo-PG foi observada em 72 h (24 U/gms), ao passo que para exo-PG maior título enzimático foi obtido em 96 h (55 U/gms). O crescimento microbiano também foi prejudicado, verificando-se que a máxima concentração celular foi de 73 mg/gms. Constatou-se, também, que o sistema utilizado não foi eficiente na remoção de calor do leito de meio de cultivo. No ensaio em que foi adaptado um duto central no biorreator, verificou-se maior colonização nas regiões mais profundas do leito. A concentração fúngica máxima foi de aproximadamente 100 mg/gms e maior produção de endo e exo-PG foi observada em 78 e 140 U/gms, respectivamente, embora o sistema não tenha se mostrado eficiente no que diz respeito à remoção de calor. Com relação à atividade das enzimas endo e exo-PG frente à temperatura, verificou-se valores máximos a 50 e 60ºC, respectivamente. Para endo-PG, constatou-se que, sob a condição de temperatura ótima, a atividade dobrou em comparação a condição padrão, enquanto que para exo-PG o incremento foi de 75%. Quanto à termoestabilidade das enzimas, verificou-se que exo-PG é estável a 60 e 70ºC, temperaturas nas quais se observou completa inativação de endo-PG após 15 min. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-15T16:04:28Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Diogo Henrique Hendges.pdf: 832878 bytes, checksum: 0ee5b7e289b74928c53b1f2438bbf5ac (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-15T16:04:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Diogo Henrique Hendges.pdf: 832878 bytes, checksum: 0ee5b7e289b74928c53b1f2438bbf5ac (MD5) / In this work, the production of enzymes endo and exo-polygalacturonase (endo and exo-PG) by the strain Aspergillus niger t0005/007-2, in solid medium in a double-surface bioreactor, was studied. The following operational conditions were analyzed: variation of solid medium thickness, use of medium surface aeration, application of pulse of pressure to the medium, and alteration of bioreactor design by introducing a central shaft. Furthermore, enzyme-recovery parameters, such as the solvent/mass of medium rate and the extraction time, and the influence of temperature on both the activity and the stability of endo and exo-PG were evaluated. Initially, different solvent/mass of medium rates for pectinase recovery were evaluated. With the smallest volume of solvent used (rate of 7.5/1), the same enzyme activity was recovered in comparison to the further conditions with higher rates. With a time of extraction of 15 min, the same enzyme recovery achieved in tests with longer periods was achieved. With respect to the thickness of solid medium, higher biomass concentrations (100 to 120 mg of cell biomass/g of dry medium; mg/gdm) were obtained with layers of 5 to 14 cm. When the thickness was increased to 17 cm, biomass concentration decreased and the difficulty to transfer oxygen to the deeper regions of the medium was augmented. Maximum exo-PG activities (between 80 and 115 U/gdm) were achieved with medium layers from 5 to 17 cm. In all experiments, high temperature gradients were observed with peak temperatures around 50ºC. When medium surfaces were aerated, as an attempt to increase heat and mass transfer, microbial growth was hindered at an air flux of 8.5 L.min-1.kg-1mm (air liter/min/kg mm) and a biomass concentration of 75 mg/gdm was reached. Best cell growth was achieved at 1.4 and 2.8 L.min-1.kg-1mm with a biomass concentration of 103 mg/gdm. The highest endo-PG activity occurred at an air flux of 1.4 L.min-1.kg-1mm in 96 h (63 U/gdm). In this experiment, temperature gradients similar to those observed in previous non-aerated tests were measured. In the process in which pulse of pressure was applied to the medium, a negative effect on both endo and exo-PG was noticed. The highest endo-PG activity was measured after 72 h of process (24 U/gdm), whereas for exo-PG the best titer was attained in 96 h (55 U/gdm). Cell growth was also hindered with a maximum cell concentration of only 73 mg/gdm. The system was not efficient for heat removal from the medium. In the experiment with the central shaft placed in the medium, the colonization of the deeper regions of the medium was favored, although the system was not efficient with respect to heat transfer. A maximum fungal concentration of 100 mg/gdm and endo and exo-PG titers of 78 and 140 U/gdm, respectively, were achieved. With respect to the influence of temperature on the activity of endo and exo-PG, maximum titers were measured at 50 e 60ºC, respectively. For endo-PG, under the optimal temperature, it was noticed that the activity was twice that measured under the standard condition (30ºC), whereas for exo-PG activity was increased in 75%. Exo-PG showed thermal stability at 60 and 70ºC. At the same temperatures, endo-PG was completely inactivated after 15 minutes.

Neste trabalho, estudou-se a produção das enzimas endo e exo-poligalacturonases (endo e exo-PG) pela linhagem t0005/007-2 de Aspergillus niger em meio sólido, em um biorreator de bandeja de dupla superfície, analisando-se as seguintes condições de operação: variação da espessura do meio sólido, uso de aeração superficial do meio, aplicação de pulsos de pressão e alteração da configuração do biorreator incluindo um duto central. Adicionalmente, foram avaliados parâmetros de recuperação das enzimas produzidas, como razão entre solvente e massa de meio e tempo de extração, sendo também analisada a influência da temperatura sobre a atividade e a estabilidade de endo e exo-PG. Inicialmente, foram avaliadas diferentes razões solvente/massa na recuperação de exo-PG, verificando-se que com menor volume de solvente utilizado (razão solvente/massa de 7,5:1), foi possível recuperar a mesma atividade enzimática obtida nas demais condições. Com um tempo de extração de 15 min foi alcançado o mesmo nível de recuperação de enzima que em tempos maiores. Com relação à espessura do meio sólido, maiores concentrações de biomassa (100 a 120 mg de massa celular por g de meio sólido seco; mg/gms) foram obtidas com espessuras entre 5 e 14 cm. Quando a espessura de meio foi aumentada para 17 cm, a biomassa decresceu (92 mg/gms), sugerindo-se que a transferência de massa até as regiões mais profundas do leito foi dificultada. Maiores atividades de exo-PG (80 a 115 U/gms) foram alcançadas com espessuras de leito entre 5 e 17 cm. Elevados gradientes de temperatura foram observados em todos os ensaios, com pico de temperatura de 50ºC. Quando aeração superficial forçada foi aplicada sobre o cultivo, no intuito de melhorar a transferência de calor e massa, observou-se que o crescimento microbiano foi afetado negativamente com fluxo de aeração de 8,5 L.min-1.kg-1mu (litros de ar/kg de meio úmido/minuto), observando-se biomassa de 75 mg/gms. Maior crescimento microbiano foi observado nas condições 1,4 e 2,8 L.min-1.kg-1mu, com biomassa de 103 mg/gms. A maior produção de endo-PG se deu na condição de 1,4 L.min-1.kg-1mu em 96 h (63 U/gms). Gradientes de temperatura semelhantes aos obtidos nas condições de diferentes espessuras de leito (50ºC), foram observados neste experimento. No processo em que foi utilizado sistema de pulso de pressão, acoplado à aeração superficial, verificou-se que a produção das enzimas endo e exo-PG foi negativamente afetada. Maior atividade de endo-PG foi observada em 72 h (24 U/gms), ao passo que para exo-PG maior título enzimático foi obtido em 96 h (55 U/gms). O crescimento microbiano também foi prejudicado, verificando-se que a máxima concentração celular foi de 73 mg/gms. Constatou-se, também, que o sistema utilizado não foi eficiente na remoção de calor do leito de meio de cultivo. No ensaio em que foi adaptado um duto central no biorreator, verificou-se maior colonização nas regiões mais profundas do leito. A concentração fúngica máxima foi de aproximadamente 100 mg/gms e maior produção de endo e exo-PG foi observada em 78 e 140 U/gms, respectivamente, embora o sistema não tenha se mostrado eficiente no que diz respeito à remoção de calor. Com relação à atividade das enzimas endo e exo-PG frente à temperatura, verificou-se valores máximos a 50 e 60ºC, respectivamente. Para endo-PG, constatou-se que, sob a condição de temperatura ótima, a atividade dobrou em comparação a condição padrão, enquanto que para exo-PG o incremento foi de 75%. Quanto à termoestabilidade das enzimas, verificou-se que exo-PG é estável a 60 e 70ºC, temperaturas nas quais se observou completa inativação de endo-PG após 15 min. / In this work, the production of enzymes endo and exo-polygalacturonase (endo and exo-PG) by the strain Aspergillus niger t0005/007-2, in solid medium in a double-surface bioreactor, was studied. The following operational conditions were analyzed: variation of solid medium thickness, use of medium surface aeration, application of pulse of pressure to the medium, and alteration of bioreactor design by introducing a central shaft. Furthermore, enzyme-recovery parameters, such as the solvent/mass of medium rate and the extraction time, and the influence of temperature on both the activity and the stability of endo and exo-PG were evaluated. Initially, different solvent/mass of medium rates for pectinase recovery were evaluated. With the smallest volume of solvent used (rate of 7.5/1), the same enzyme activity was recovered in comparison to the further conditions with higher rates. With a time of extraction of 15 min, the same enzyme recovery achieved in tests with longer periods was achieved. With respect to the thickness of solid medium, higher biomass concentrations (100 to 120 mg of cell biomass/g of dry medium; mg/gdm) were obtained with layers of 5 to 14 cm. When the thickness was increased to 17 cm, biomass concentration decreased and the difficulty to transfer oxygen to the deeper regions of the medium was augmented. Maximum exo-PG activities (between 80 and 115 U/gdm) were achieved with medium layers from 5 to 17 cm. In all experiments, high temperature gradients were observed with peak temperatures around 50ºC. When medium surfaces were aerated, as an attempt to increase heat and mass transfer, microbial growth was hindered at an air flux of 8.5 L.min-1.kg-1mm (air liter/min/kg mm) and a biomass concentration of 75 mg/gdm was reached. Best cell growth was achieved at 1.4 and 2.8 L.min-1.kg-1mm with a biomass concentration of 103 mg/gdm. The highest endo-PG activity occurred at an air flux of 1.4 L.min-1.kg-1mm in 96 h (63 U/gdm). In this experiment, temperature gradients similar to those observed in previous non-aerated tests were measured. In the process in which pulse of pressure was applied to the medium, a negative effect on both endo and exo-PG was noticed. The highest endo-PG activity was measured after 72 h of process (24 U/gdm), whereas for exo-PG the best titer was attained in 96 h (55 U/gdm). Cell growth was also hindered with a maximum cell concentration of only 73 mg/gdm. The system was not efficient for heat removal from the medium. In the experiment with the central shaft placed in the medium, the colonization of the deeper regions of the medium was favored, although the system was not efficient with respect to heat transfer. A maximum fungal concentration of 100 mg/gdm and endo and exo-PG titers of 78 and 140 U/gdm, respectively, were achieved. With respect to the influence of temperature on the activity of endo and exo-PG, maximum titers were measured at 50 e 60ºC, respectively. For endo-PG, under the optimal temperature, it was noticed that the activity was twice that measured under the standard condition (30ºC), whereas for exo-PG activity was increased in 75%. Exo-PG showed thermal stability at 60 and 70ºC. At the same temperatures, endo-PG was completely inactivated after 15 minutes.