Orientador: Pedro de Oliva Neto / Coorientador: Ana Flávia Azevedo Carvalho / Banca: Lucinéia dos Santos / Banca: Ary Fernandes Júnior / Resumo: O interesse mundial pelo aproveitamento de resíduos agroindustriais como fonte renovável para produção de alimentos e biocombustíveis tem aumentado cada vez mais. Os materiais lignocelulósicos (MLCs) são uma fonte rica em polissacarídeos, celulose e hemicelulose, utilizados para o desenvolvimento de tecnologias na produção de álcool, xilose, xilitol, xilooligossacarídeos (XOS), entre outros. Fermentações submersas (FSm) e em estado sólido (FES) foram realizadas utilizando como substrato apenas bagaço de cana-de-açúcar ou suplementado com farelo de trigo, com o objetivo de produzir celulases (CMCase e Avicelase) e xilanases (β-1,4-xilanase e β-xilosidase) por seis fungos filamentosos isolados de bagaço de cana-de-açúcar em trabalhos anteriores. Dentre os estudados, a fermentação submersa (FSm) foi o melhor processo para a produção de xilanases e celulases. Para a produção de β-xilosidase o processo mais eficiente foi a fermentação em estado sólido (FES) . Dentre os microrganismos estudados para a produção de endoglucanases, destacaram-se os fungos filamentosos: U2370 (25,7 U/g), U19 (19,4 U/g) e Aspergillus fumigatus M51 (17,4 U/g), valores bem superiores aos encontrados na FES, cujos maiores destaques foram FS09 e U19 com aproximadamente 13 U/g. Para a produção de avicelase, os destaques foram: U19 (4,6 U/g) em FSM, T. reesei (3,0 U/g) e U2370 (3,8 U/g) todos em FSm. Para a produção de xilanase também os destaques foram todos em FSm: A. fumigatus M51 (1.263 U/g), N51 (1.247 U/g), FS 09 (1.133 U/g) e U 19 (1.129 U/g). Apenas a linhagem 100P (1.000 U/g) foi expressiva em FES. Já a enzima β-xilosidase foi produzida de forma bem mais expressiva apenas pela linhagem N51 (6,6 U/g) em FES. Nessa pesquisa apenas o fungo U19 se destacou para as três atividades (avicelase, xilanase e CMCase), o U2370... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The worldwide interest in the use of agro-industrial residues as a renewable source for food and biofuels production has increased even more. The lignocellulosic materials (MLCs) are a rich source of polysaccharides, cellulose and hemicelluloses, used in developing technology for the production of alcohol, xylose, xylitol and xilooligossacarids (XOS). Submerged fermentation (SmF) and solid state fermentation (SSF were performed using only bagasse cane sugar or supplemented with wheat bran) as substrate, with the goal of producing cellulases (CMCase and Avicelase) and xylanases (β-1, 4-xylanase and β-xylosidase) for six filamentous fungi isolated from crushed sugar cane in previous works. Among the studies, the submerged fermentation (SmF) was the best method for the production of xylanases and cellulases. For the production of β-xylosidase the most efficient process was the solid state fermentation (SSF). Among the microorganisms studied for producing endoglucanases, the most important filamentous fungi is: U2370 (25.7 U/ g), U19 (19.4 U/g) and Aspergillus fumigatus M51 (17.4 U/g), values much higher than those found in FES, whose major activities were FS09 and U19, with approximately 13 U/g. For the production of avicelase, activities were U19 (4.6 U/g) in FSm, T. reesei CCT 2768 (3.0 U/g) and U2370 (3.8 U/g) all in SmF. For the production of xilanases, the best activities were also all in SmF: A. fumigatus M51 (1263 U/g), N51 (1247 U/g), FS 09 (1133 U/g) and U19 (1,129 U/g). Only the strain 100P (1000 U/g) was significant in FES. The enzyme β-xylosidase was produced in a much more expressive only by strain N51 (6.6 U / g) in FES. In this study only the fungus U19 stood out for all three activities (avicelase, xylanase and CMCase), the U2370 is noted only as cellulolytic (avicelase and CMCase), and the N51 was the best producer... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Resumo: A β-D-galactopiranosídeo hidrolase é uma enzima com ampla aplicação tecnológica, clínica e experimental. A enzima possui um íon de metal bivalente coordenado. Para se obter informações a respeito do centro metálico da enzima, algumas espécies de fungos filamentosos foram testadas para a produção de β−galactosidase, ente as quais, a linhagem de Trichoderma reesei FTKO foi selecionada. O extrato enzimático, ao passar pelo processo de purificação, revelou ao menos duas isoformas de β- galactosidase identificadas como BGT I e BGT II. As enzimas são termofílicas e termotolerantes. A dependência do pH para a atividade, os valores de medidas cinéticas e a atividade revelada em gel de poliacrilamida distinguem as isozimas. Para avaliar a necessidade de metais bivalentes foi padronizada uma metodologia de desativação da enzima, apoiado na competição entre o agente seqüestrante e a enzima pelos metais. A metodologia foi aplicada ao o extrato comercial Lactozym 3000 (Novozyme Latin America Ltd.) revelou a necessidade de metal para a sua atividade com a desativação seguida de reativação pelos íons Mg2+, Mn2+, Co 2+, Ni2+, mas não por Zn2+ e Eu3+. A enzima BGT I (pH ótimo de 4,5) mostrou-se, contudo, resistente à desativação, pois se mantém ativa mesmo em altas concentrações de EDTA. / Abstract: The β-D-galactopiranosyde-hidrolase is an enzyme with large technological, clinic, and scientific application. The enzyme coordinates a bivalent metal ion. In order to investigate the metal center of the enzyme of moulds, some strains were tested for β−galactosidase production. Among then, Trichoderma reesei FTKO were selected. The partially purified enzymatic extract reveals the production of two isoforms of β-galactosidase, at least. This enzymes are identified as BGT I e BGT II. Both are termophylic and thermotolerant. The pH dependence, the measured kinetic values and the activity revealed in polyacrylamide electrophoresis gels distinguished the isozymes. The metal assistance of enzymatic activity was evaluated in a standard deactivation methodology of enzyme by competition for the metal by chelating agent and metal site of enzyme. When this methodology was applied in the deactivation of commercial extract Lactozym 3000 (Novozyme Latin America Ltd.), revealed the metal importance for activity. The deactivation was reverted by metals ions as Mg2+, Mn2+, Co2+, Ni2+, but not by Zn2+ or Eu3+. On the other hand BGT I enzyme (optimal pH of 4,5) maintained the activity, even in high concentration of EDTA. / Orientador: Antonio Carlos Massabni. / Coorientador: Rubens Monti. / Doutor