O fungo filamentoso Trichoderma reesei é uma espécie de grande importância biotecnológica no que tange a degradação de biomassa lignocelulósica para a produção de bioetanol em larga escala. Seu sistema de enzimas celulolíticas é muito eficiente, apesar de ser possuir poucas celulases, sugerindo que o controle dessas enzimas vai além da regulação transcricional. Assim, neste trabalho nós obtivemos o perfil fosfoproteômico de T. reesei cultivado em glicose e bagaço de cana-de-açúcar a partir de análise fosfoproteômica LC-MS/MS por spectral counting. A comparação entre os perfis de fosfoproteínas obtidos das linhagens parental QM6a de T. reesei e dos mutantes knockout para TMK1 e TMK2 permitiu a demonstração de que essas MAPK agem de maneira interconectada com outras vias de transdução de sinal na célula, especialmente a via de TOR e de AMPc-PKA, para regulação da produção de celulases. Além disso, também demonstramos a regulação da resposta a estresse celular por TMK2, e o papel da fosforilação no controle direto de enzimas CAZy. Nossos resultados mostram que a fosforilação desempenha papel importante na regulação dessas enzimas e de outras funções celulares no fungo após a transcrição de seus respectivos genes. O agrupamento desses dados permite melhor entendimento da via de sinalização mediada pelas MAPK TMK1 e TMK2 de T. reesei, e como as modificações pós-traducionais promovidas por elas afetam no sensing de nutrientes celulares e, por consequência, na produção de enzimas celulolíticas, de forma direta ou indireta. / The filamentous fungus Trichoderma reesei has great biotechnological importance in regards to the lignocellulosic biomass degradation for large-scale production of bioethanol. Its cellulolytic system is very efficient, despite being composed by only a few cellulases, which suggests that the control of these enzymes goes beyond their transcriptional regulation. Thus, in this study, we performed a spectral counting LC-MS/MS analysis and achieved the phosphoproteomic profile of T. reesei grown either in glucose or sugarcane bagasse as sole carbon source. The comparison between the phosphoproteins profiles obtained from the parental strain QM6a and the knockout mutants for TMK1 and TMK2 allowed us to demonstrate that these MAPK act in an interconnected manner with other signaling transduction pathways, especially the TOR and cAMP-PKA pathways, in order to regulate the cellulases production. Furthermore, we were also able to determine the regulation of cellular stress response by TMK2, and the role of phosphorylation in the direct control of CAZymes. Our results show that phosphorylation plays an important role on the control of these enzymes and other cellular functions in T. reesei after the transcription of their respective genes. Taken together, this data allows better comprehension of the signaling pathways mediated by TMK1 and TMK2 in T. reesei, and how the post-translational modification promoted by these MAPK might affect the nutrient sensing and, therefore, the production of the cellulolytic enzymes, either directly or indirectly.

O gene TrCit do fungo filamentoso Trichoderma reesei codifica a proteína citrato sintase, uma enzima chave do ciclo de Krebs. Análise da região 5´ upstream de TrCit mostra que o gene está adjacente ao gene TrIcl (que codifica a proteína isocitrato liase, uma enzima do ciclo de glioxalato), em uma orientação cabeça-cabeça. A região promotora intergênica de 647 pb rica em G + C, apresenta uma ilha CpG, seqüência INR, caixas GC, caixas CAAT, sítios de ligação para diversos fatores de transcrição e é isenta de caixa TATA. O gene TrCit de 1573 pb contém 3 éxons e 2 íntrons. Sua seqüência codificadora de 1422 pb produz uma proteína de 474 aminoácidos, com um peso molecular estimado de 52,3 kD. O gene TrIcl de 1880 pb contém 3 éxons e 2 íntrons. Sua seqüência codificadora de 1788 pb produz uma proteína de 596 aminoácidos, com um peso molecular estimado de 65,4 kD. A atividade transcricional da região promotora foi analisada utilizando como repórter o gene de higromicina B fosfotransferase (hph). Uma região funcional necessária à transcrição de ambos os genes foi identificada na região central do promotor e contém uma caixa GC que liga o putativo fator de transcrição Sp1 de T. reesei (TrZnFSp1). O gene do putativo fator de transcrição “zinc-finger" TrZnFSp1 de 1500 pb contém 3 éxons e 2 íntrons. Sua seqüência codificadora de 1344 pb produz uma proteína de 448 aminoácidos, com um peso molecular estimado de 48,4 kD. Os resultados mostram que ambos os genes são transcritos de forma divergente a partir de um promotor bidirecional que compartilha na região central uma caixa GC, necessária para a transcrição de ambos os genes. / The TrCit gene from the filamentous fungus Trichoderma reesei codes for the citrate synthase protein, a key enzyme in the Krebs cycle. Analysis of TrCit 5’ upstream region showed that it is adjacent to the TrIcl gene that codes for isocitrate lyase protein, an enzyme involved in the glyoxylate cycle. Both genes, on a head-to-head orientation, are separated by an intergenic GC-rich and TATA-less promoter region of 647 base pairs. This bidirectional promoter has diverse cis regulatory elements: a CpG island, two INR sequences, GC boxes, CAAT boxes and several putative interaction sites for different transcription factors. The TrCit gene, 1,573-base pair-long, has an open reading frame of 1,422 base pairs interrupted by two introns. The gene codes for a protein with an estimated molecular weight of 52.3 kD. The TrIcl gene, 1,880-base pair-long, contains 3 exons and 2 introns and a putative coding sequence of 1,788 base pairs. The estimated molecular weight of TrICL is 65.4 kD. he transcriptional activity of the intergenic promoter region was analyzed using hygromicin B phosphotransferase (hph) as a reporter gene. A functional region required for the transcription of both genes was identified in the centre of this promoter. It has a GC box that interacts with a putative transcription factor Sp1 from T. reesei (TrZnFSp1). The results presented in this work show that both genes are divergently transcribed from a bidirectional promoter that shares an essential central GC box.

Um dos desafios relacionados à utilização de xilana para a fabricação de biofilmes, aditivos para fabricação de papéis, medicamentos e alimentos é a sua extração na forma polimérica e com alta pureza. Neste trabalho o material de partida para a obtenção de xilana foi o bagaço de cana-de-açúcar pré-tratado quimio-termomecanicamente com álcali e sulfito, visando aproveitar esta fração, que corresponde a aproximadamente 25% (m/m). A composição química das xilanas no material original foi determinada, bem como o tipo e a proporção dos grupos pendentes. A extração de xilanas do bagaço de cana pré-tratado foi feita utilizando uma endoxilanase recombinante da família GH30, denominada xilanase VI, com mecanismo de ação dependente da presença de ácidos urônicos para a clivagem da cadeia principal de xilana. Partindo-se do DNA genômico de Trichoderma reesei QM6a, que contém o gene da xilanase VI, foi feita a clonagem em um vetor e este foi inserido em Escherichia coli Rosetta-gami, Pichia pastoris e Aspergillus nidulans A773. Os melhores resultados de expressão da xilanase VI foram obtidos em E. coli, porém os estudos com este sistema serão conduzidos em outro trabalho. A xilanase VI expressa em A. nidulans A773 foi parcialmente purificada e exibiu ótimos de atividade em pH 4-5 à 50 oC. Esta xilanase apresentou maior ação em glucuronoxilana de beechwood e em arabinoglucuronoxilana extraída de bagaço de cana, quando comparado à xilana de oat spelts e à medula de cana. Os dados de Km e Vmax em xilana beechwood exibiram valores de 0,783 mg/ml e 0,4675 UI/ml, respectivamente, em 10 min de reação. A extração enzimática do bagaço de cana pré-tratado com sulfito alcalino solubilizou 14% das xilanas e após uma extração alcalina o rendimento aumentou para 32%. A massa molar média das xilanas extraídas na etapa enzimática foi de 4000 Da, produzindo oligossacarídeos em vez de xilobiose ou xilose, mesmo após longos tempos de reação. Esta enzima se mostrou eficaz para a extração de xilanas de cadeias longas quando se comparada às xilanas extraídas por xilanases de outras famílias. / One of the challenges related to the use of xylan for the manufacture of biofilms, papermaking additives, drugs and food is its extraction in polymer form with high purity. In this project, the starting material for xylan isolation was the sugarcane bagasse pretreated with alkali-sulfite chemothermomechanical process, to recover this fraction, which corresponds to approximately 25% (w/w). The chemical composition of original xylans was determined, as well as the type and proportion of the pendant groups. Xylan extraction from pre-treated sugarcane bagasse was performed using a recombinant endoxylanase from the GH30 family, named xylanase VI, with an appendage-dependent mechanism of action for the xylan backbone cleavage. Starting from the genomic DNA of Trichoderma reesei QM6a, which contains the xylanase VI gene, cloning was done in a vector that was inserted into Escherichia coli Rosetta-gami, Pichia pastoris and Aspergillus nidulans A773. The highest xylanase VI expression results were obtained in E. coli, but studies with this system it will be conducted in future works. Xylanase VI expressed in A. nidulans A773 was purified and showed the higher activity at pH 4-5 at 50 oC. This xylanase present higher activities on beechwood glucuronoxylan and on arabinoglucuronoxylan extracted from sugarcane bagasse than on oat spelts xylan and sugarcane pith. Data for Km and Vmax in xylan beechwood showed values of 0.783 mg / ml and 0.4675 IU / ml, respectively, in 10 min of reaction. The enzymatic extraction of alkaline sulphite pretreated sugarcane bagasse solubilized 14% of the xylans followed by an alkaline extraction with yield of 32%. The average molar mass of xylans extracted in the enzymatic step was 4000 Da, producing oligosaccharides instead of xylobiose or xylose, even after long reaction periods. This enzyme proved effective for xylan extraction of long chains when compared to xylan hydrolysates by xylanases from other families.

O fungo filamentoso Trichoderma reesei é uma espécie de grande importância biotecnológica no que tange a degradação de biomassa lignocelulósica para a produção de bioetanol em larga escala. Seu sistema de enzimas celulolíticas é muito eficiente, apesar de ser possuir poucas celulases, sugerindo que o controle dessas enzimas vai além da regulação transcricional. Assim, neste trabalho nós obtivemos o perfil fosfoproteômico de T. reesei cultivado em glicose e bagaço de cana-de-açúcar a partir de análise fosfoproteômica LC-MS/MS por spectral counting. A comparação entre os perfis de fosfoproteínas obtidos das linhagens parental QM6a de T. reesei e dos mutantes knockout para TMK1 e TMK2 permitiu a demonstração de que essas MAPK agem de maneira interconectada com outras vias de transdução de sinal na célula, especialmente a via de TOR e de AMPc-PKA, para regulação da produção de celulases. Além disso, também demonstramos a regulação da resposta a estresse celular por TMK2, e o papel da fosforilação no controle direto de enzimas CAZy. Nossos resultados mostram que a fosforilação desempenha papel importante na regulação dessas enzimas e de outras funções celulares no fungo após a transcrição de seus respectivos genes. O agrupamento desses dados permite melhor entendimento da via de sinalização mediada pelas MAPK TMK1 e TMK2 de T. reesei, e como as modificações pós-traducionais promovidas por elas afetam no sensing de nutrientes celulares e, por consequência, na produção de enzimas celulolíticas, de forma direta ou indireta. / The filamentous fungus Trichoderma reesei has great biotechnological importance in regards to the lignocellulosic biomass degradation for large-scale production of bioethanol. Its cellulolytic system is very efficient, despite being composed by only a few cellulases, which suggests that the control of these enzymes goes beyond their transcriptional regulation. Thus, in this study, we performed a spectral counting LC-MS/MS analysis and achieved the phosphoproteomic profile of T. reesei grown either in glucose or sugarcane bagasse as sole carbon source. The comparison between the phosphoproteins profiles obtained from the parental strain QM6a and the knockout mutants for TMK1 and TMK2 allowed us to demonstrate that these MAPK act in an interconnected manner with other signaling transduction pathways, especially the TOR and cAMP-PKA pathways, in order to regulate the cellulases production. Furthermore, we were also able to determine the regulation of cellular stress response by TMK2, and the role of phosphorylation in the direct control of CAZymes. Our results show that phosphorylation plays an important role on the control of these enzymes and other cellular functions in T. reesei after the transcription of their respective genes. Taken together, this data allows better comprehension of the signaling pathways mediated by TMK1 and TMK2 in T. reesei, and how the post-translational modification promoted by these MAPK might affect the nutrient sensing and, therefore, the production of the cellulolytic enzymes, either directly or indirectly.

Epóxido hidrolases (EHs) são enzimas que catalisam a hidrólise de epóxidos a seus correspondentes dióis, apresentam potencial aplicação biotecnológica (separação de enantiômeros na produção de fármacos), estão envolvidas no metabolismo de ácidos graxos poliinsaturados e inibidores de EHs estão sendo estudados para possível utilização no tratamento de doenças. Uma enzima epóxido hidrolase (TrEH) do fungo filamentoso Trichoderma reesei QM9414 foi clonada, expressa, purificada e caracterizada funcionalmente e estruturalmente. A atividade de TrEH foi determinada com o substrato óxido de estireno (racêmico), demonstrando maior atividade nas temperaturas de 23 a 50 °C, no pH 7,2 a 37 °C, e as constantes cataliticas Km= 4,6 mM e kcat= 336 s-1. A enzima recombinante mostrou ser enantiosseletiva, pois hidrolisa preferencialmente (S)-(-)-óxido de estireno, (R)-(-)- epicloridrina e (S)-(-)-1,2-epoxibutano. Moléculas inibidoras da atividade de TrEH foram identificadas e algumas delas inibem até 60% o crescimento de T. reesei. A estrutura terciária de TrEH (1,7 Å) foi determinada por cristalografia, apresenta dobramento α/β-hidrolase e não tem alta homologia com nenhuma outra estrutura de EH. TrEH é uma nova enzima epóxido hidrolase solúvel cujas propriedades mostram seu potencial de utilização em aplicações biotecnológicas. / Epoxide hydrolases (EHs) are enzymes that catalyze the hydrolysis of epoxides to their corresponding diols, present a potential biotechnological application (separation of enantiomers for the production of drugs), they are involved in the metabolism of polyunsaturated fatty acids and EH inhibitors are being studied for possible use in the treatment of diseases. An epoxide hydrolase enzyme(TrEH) from the filamentous fungus Trichoderma reesei QM9414 was cloned, expressed, purified and functionally and structurally characterized. The activity of TrEH was determined with the substrate styrene oxide (racemic), showing higher activity at temperatures of 23 to 50 °C, at pH 7.2 at 37 °C, and the catalytic constants Km= 4.6 mM and kcat= 336 s-1. The recombinant enzyme has been shown to be enantioselective, because it preferably hydrolyzes (S)-(-)-styrene oxide, (R)-(-)-epichlorohydrin and (S)-(-)-1,2- epoxybutane. TrEH inhibitors have been identified and some of them inhibit up to 60% growth of T. reesei . The tertiary structure of TrEH (1.7 Å) was determined by crystallography, showing α/ β-hydrolase folding and low homology with any other EH structure. TrEH is a new soluble epoxide hydrolase enzyme whose properties show its potential for use in biotechnological applications.

Submitted by Rosangela Silva (rosangela.silva3@unioeste.br) on 2018-05-25T11:53:11Z No. of bitstreams: 2 Indianara Kawana Bueno.pdf: 2050489 bytes, checksum: 3865a86596759f1ff761267b04d8a615 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-25T11:53:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Indianara Kawana Bueno.pdf: 2050489 bytes, checksum: 3865a86596759f1ff761267b04d8a615 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-03-09 / The research for renewable energy sources became even more essential due the imminent depletion of the fossil fuel sources. In this context Brazil has a prominent position on the world stage, since it has already used ethanol from sugar cane for some decades. The second generation ethanol (2G) is produced from the lignocellulosic biomass of the vegetable, which is composed by cellulose, hemicellulose and lignin. The hydrolysis of these compounds requires a specific and high cost enzymatic cocktail. On this scenario, the Trichoderma reesei fungus gains spotlight, since it is one the microorganisms with the highest potential to produce hydroliytic enzymes. Therefore, the attempt to increase the cellulases production of this fungus is an important for the production of biofuels more attractive to the market. The aim of this work is to confirm the deletion of the sequence which codifies the zinc finger motif of the transcription factor ACE1 for cellulose repression from the T. reesei RUT-C30 strain and to characterize the enzymatic production of these mutant strains named T. reesei RUT-C30Δzface1. The enzymatic quantification was carried using the substrates carboxymethyl cellulose, microcrystalline cellulose and Whatman paper filter. The deletion confirmation occurred by the absence of the amplification gene ace1 on the mutants and the amplification of a 429 pb fragment of the RUT-C30 parental strain when the same primers and PCR conditions where used. These results suggest that the deletion of the zinc finger motif of the from ACE1 transcription factor is a prominent way to achieve an economically viable production of bioethanol. / Com a depleção eminente das fontes de combustíveis fósseis, torna-se cada vez mais imprescindível a busca por fontes renováveis de energia. Neste âmbito, o Brasil tem destaque no cenário mundial, pois já utiliza o etanol a partir da cana-de-açúcar há algumas décadas. O etanol de segunda geração (2G) é produzido a partir da massa lignocelulolítica do vegetal, que é composta de celulose, hemicelulose e lignina. A hidrólise desses compostos necessita de um coquetel enzimático específico e de alto custo. Neste cenário, o fungo Trichoderma reesei ganha destaque, pois é um dos microrganismos com maior potencial para produção de enzimas hidrolíticas. Desta forma, as tentativas de aumentar a produção de celulases desse fungo, torna a produção do bioetanol uma alternativa mais atrativa ao mercado. Este trabalho teve como objetivos confirmar a deleção da sequência que codifica o dedo de zinco do fator de transcrição do repressor de celulase ACE1 da linhagem T. reesei RUT-C30 e caracterizar a produção enzimática dessas linhagens mutantes denominadas T. reesei RUT-C30Δzface1. A confirmação de deleção ocorreu pela ausência de amplificação do gene ace1 nos mutantes e amplificação de um fragmento de 479 pb na linhagem parental RUT-C30, quando utilizados os mesmos primers e condições de reação de PCR. A dosagem enzimática com os substratos carboximetilcelulose (CMC), celulose microcristalina (Avicel®) e papel de filtro Whatman (PF), mostraram que o RUT-C30Δzface1 tem a atividade celulolítica aumentada em até 3,2 vezes em Avicel e 2,1 vezes em CMC e PF em comparação à linhagem parental RUT-C30. Em 24 horas de hidrólise os mutantes apresentaram liberação de açúcar 1,4 vezes maior em relação ao RUT-C30. Estes resultados sugerem que a deleção parcial do fator de transcrição ACE1 é um proeminente caminho para a conquista de uma produção de bioetanol economicamente viável.

Parmi les ressources d'origines agricole et forestière utilisables aujourd'hui en tant que biomasse à destination énergétique, le miscanthus apparait comme l'une des espèces de graminées les plus prometteuses pour la production de bioéthanol de seconde génération grâce à son haut potentiel en biomasse. Ce procédé dit "2G" convertit la cellulose contenue dans ces biomasses lignocellulosiques en bioéthanol et ce via un procédé intégrant prétraitement physico-chimique, hydrolyse enzymatique et fermentation. Le principal objectif de ce projet de thèse visait à étudier l'impact de l'hétérogénéité tissulaire et structurale du miscanthus sur sa saccharification et s'est décliné en différents volets liés à l'étude de l'efficacité des prétraitements et à l'analyse des performances de différents cocktails enzymatiques de Trichoderma reesei. L'hydrolyse enzymatique est essentiellement limitée par la structure et la porosité des complexes pariétaux qui réduisent l'accessibilité de la cellulose aux cellulases. En plus des constituants hémicelluloses et lignines qui recouvrent la cellulose, les parois cellulaires du miscanthus sont riches en acides hydroxycinnamiques (pCA et FA) qui jouent un rôle important dans la cohésion du réseau pariétal complexe. L'application de prétraitements acide et alcalin sur le miscanthus a ainsi révélé une différence de réactivité en fonction des types cellulaires. Les parois secondaires du sclérenchyme sont plus facilement dégradées par les cellulases fongiques après prétraitement acide. L'étude de la distribution des composés phénoliques au niveau cellulaire par micro spectrophotométrie UV a rapporté une nette diminution de l'absorbance UV dans tous les tissus après chaque prétraitement. Ceci n'expliquant pas totalement les différences de réactivité observées, d'autres facteurs physicochimiques seraient donc impliqués. Une approche visant à évaluer la progression des cellulases au sein des parois par immunocytochimie a également été initiée mais elle s'est heurtée à des problématiques techniques liées à la nature des tissus et aux anticorps employés. Les performances en terme de conversion de la cellulose ont été évaluées avec des cocktails enzymatiques de T. reesei comprenant des activités (hemi-)cellulolytiques variables. Une meilleure efficacité du prétraitement par explosion à la vapeur a ainsi pu être montrée par réduction de la quantité d'enzymes mises en œuvre. Comme c'est le cas pour d'autres graminées, ces travaux ont permis de confirmer le rôle crucial de l'enzyme β-glucosidase, permettant de limiter l'inhibition par le cellobiose et améliorant la cinétique initiale de saccharification. L'amélioration du rendement d'hydrolyse par l'utilisation d'un sécrétome comprenant une bonne activité hémicellulolytique a pu être ensuite démontrée. L'utilisation de cocktails enzymatiques reconstitués à partir d'enzymes pures a enfin permis de définir un mélange "optimal" composé des quatre principales cellulases de T. reesei (CBH1, CBH2, EG1 et EG2) associées à une hémicellulase (XYN1). / Among agricultural and forest resources, the grass specie miscanthus has emerged as one of the most promising feedstock candidates for 2G-biofuel production due to its high biomass yield. The biofuels 2G-production process is based on cellulose conversion into bioethanol via physicochemical pretreatment, enzymatic hydrolysis and fermentation. The main objective of this Ph.D. project was to evaluate the effect of tissue and structure heterogeneity of miscanthus on its saccharification by evaluating pretreatment efficiency and analyzing the performance of different Trichoderma reesei cellulolytic cocktails.Enzymatic hydrolysis is mainly hindered by cell wall structure and porosity which limit cellulose accessibility to cellulase. In addition to hemicelluloses and lignin polymers, miscanthus cell walls, contain high amounts of hydroxycinnamic acids (pCA and FA) that play a significant role in cross-linking polymers into cohesive network. Applying acid and alkali pretreatments on miscanthus revealed a distinctive reactivity depending on cell types. Secondary cell walls of sclerenchyma appeared more digested by fungal cellulases after acid pretreatment. Addressing phenolics distribution (lignin and hydroxycinnamic acids) at cell level by UV micro spectrophotometry highlighted a significant decrease in UV absorbance after both pretreatments irrespective to cell type indicating that other physicochemical and structural features are involved in distinct cell wall reactivity. We have also attempted to evaluate cellulase progression into miscanthus cell walls by immunocytochemistry but we have had many technical problems due to the nature of miscanthus tissues and used antibodies. Cellulose conversion ability was then evaluated using enzymatic cocktails of T. reesei which vary in their (hemi-)cellulolytic activities. Higher efficiency of the steam explosion pretreatment was demonstrated by reducing enzymes loading. As reported previously on other grasses, β-glucosidase plays a crucial role by limiting the inhibiting effect of cellobiose and improving the initial saccharification step. We furthermore showed that the use of hemicellulases-improved cocktails allowed significant increase in saccharification yields. We finally identified an optimal reconstituted enzyme mixture composed of four major cellulases of T. reesei (CBH1, CBH2, EG1 and EG2) and the hemicellulase XYN-1.

O gene TrCit do fungo filamentoso Trichoderma reesei codifica a proteína citrato sintase, uma enzima chave do ciclo de Krebs. Análise da região 5´ upstream de TrCit mostra que o gene está adjacente ao gene TrIcl (que codifica a proteína isocitrato liase, uma enzima do ciclo de glioxalato), em uma orientação cabeça-cabeça. A região promotora intergênica de 647 pb rica em G + C, apresenta uma ilha CpG, seqüência INR, caixas GC, caixas CAAT, sítios de ligação para diversos fatores de transcrição e é isenta de caixa TATA. O gene TrCit de 1573 pb contém 3 éxons e 2 íntrons. Sua seqüência codificadora de 1422 pb produz uma proteína de 474 aminoácidos, com um peso molecular estimado de 52,3 kD. O gene TrIcl de 1880 pb contém 3 éxons e 2 íntrons. Sua seqüência codificadora de 1788 pb produz uma proteína de 596 aminoácidos, com um peso molecular estimado de 65,4 kD. A atividade transcricional da região promotora foi analisada utilizando como repórter o gene de higromicina B fosfotransferase (hph). Uma região funcional necessária à transcrição de ambos os genes foi identificada na região central do promotor e contém uma caixa GC que liga o putativo fator de transcrição Sp1 de T. reesei (TrZnFSp1). O gene do putativo fator de transcrição “zinc-finger” TrZnFSp1 de 1500 pb contém 3 éxons e 2 íntrons. Sua seqüência codificadora de 1344 pb produz uma proteína de 448 aminoácidos, com um peso molecular estimado de 48,4 kD. Os resultados mostram que ambos os genes são transcritos de forma divergente a partir de um promotor bidirecional que compartilha na região central uma caixa GC, necessária para a transcrição de ambos os genes. / The TrCit gene from the filamentous fungus Trichoderma reesei codes for the citrate synthase protein, a key enzyme in the Krebs cycle. Analysis of TrCit 5’ upstream region showed that it is adjacent to the TrIcl gene that codes for isocitrate lyase protein, an enzyme involved in the glyoxylate cycle. Both genes, on a head-to-head orientation, are separated by an intergenic GC-rich and TATA-less promoter region of 647 base pairs. This bidirectional promoter has diverse cis regulatory elements: a CpG island, two INR sequences, GC boxes, CAAT boxes and several putative interaction sites for different transcription factors. The TrCit gene, 1,573-base pair-long, has an open reading frame of 1,422 base pairs interrupted by two introns. The gene codes for a protein with an estimated molecular weight of 52.3 kD. The TrIcl gene, 1,880-base pair-long, contains 3 exons and 2 introns and a putative coding sequence of 1,788 base pairs. The estimated molecular weight of TrICL is 65.4 kD. he transcriptional activity of the intergenic promoter region was analyzed using hygromicin B phosphotransferase (hph) as a reporter gene. A functional region required for the transcription of both genes was identified in the centre of this promoter. It has a GC box that interacts with a putative transcription factor Sp1 from T. reesei (TrZnFSp1). The results presented in this work show that both genes are divergently transcribed from a bidirectional promoter that shares an essential central GC box.

Supplementary material to figures contained on DVD only available with manuscript. / Thesis (PhD)--Macquarie University, Division of Environmental & Life Sciences, Dept. of Biological Sciences, 2005. / Bibliography: p. 221-244. / Introduction -- Materials and methods -- Isolation of the hex1 gene from Trichoderma reesei and Ophiostoma floccosum -- Expression of DsRed under the cbh1 promoter and the hex1 promoter with random integration -- Modified expression vectors containing a fusion to a portion of hex1 gene sequence -- Expression of DsRed from the hex1 locus and the phenotypic characteristics of a hex1 deletion mutant -- Summary and concluding discussion. / For Trichoderma reesei to be developed as an effiecient producer of a large variety of proteins, the expression system requires diversification. In particular, the choice of promoters available needs to be broadened to include promoters which are active in conditions other than those conducive to induction of cellulase expression. Using proteomics, the HEX1 protein was identified as an abundant protein of the cell envelope of T. reesei when grown on a range of carbon sources, suggesting that a strong constitutive promoter drives the expression of this physiologically important protein. This thesis is an exploration into the hex1 gene promoter and the role of hex1 in the maintenance of mycelium integrity in T. reesei with consideration for the application of this gene in the further development of filamentous fungi as protein expression systems. -- The single copy hex1 gene and flanking regions were isolated from T. reesei and another biotechnologically important fungus, Ophiostoma floccosum. The fluorescent reporter protein DsRed1-E5 was expressed under the T. reesei hex1 promoter and promoter activity was monitored by fluorescence CLSM and RNA analysis. During the rapid growth phase of a culture, the hex1 promoter was active in a range of carbon sources and three transcipt types with alternative tsp and splicing sites were discovered for the hex1 gene. The distribution of fluorescence throughout the mycelium suggested spatial regulation of the hex1 promoter as well as temporal regulation. The promoter was continually active in the absence of a functional hex1 gene product suggesting that the hex1 promoter is regulated in part, by negative feedback from the endogenous gene product. Interruption of the hex1 gene produced hyphae that leaked excessive volumes of cytoplasm when physically damaged which may be advantageous for the externalisation of selected protein products. The results indicate that the regulation of the hex1 hene promoter is complex and that the hex1 gene is integral to the maintenance of the integrity of the fungal mycelium. / Mode of access: World Wide Web. / xv, 244 p. ill

Thesis (doctoral)--Helsinki University of Technology, 2009. / Includes bibliographical references. Also available on the World Wide Web.