O bagaço de cana é um importante material lignocelulósico gerado no Brasil e pode ser uma fonte de açúcares monoméricos. No entanto, a conversão eficiente de seus polissacarídeos via hidrólise enzimática requer processos de pré-tratamento para diminuir sua recalcitrância. Fungos basidiomicetos são reconhecidos como os organismos mais efetivos na degradação dos componentes lignocelulósicos em madeira e podem, potencialmente, ser empregados na etapa de pré-tratamento. Para que o balanço de massas de glicose obtida através deste processo combinado de conversão seja positivo, é necessário que a degradação biológica de lignina seja máxima e que a celulose seja preservada na etapa de pré-tratamento. O objetivo deste trabalho foi a avaliação da utilização do fungo de decomposição parda Laetipotus gilbertsonii e dos fungos de decomposição branca Pleurotus ostreatus e Ceriporiopsis subvermispora no pré-tratamento de bagaço de cana para etapas subsequentes de hidrólise enzimática dos polissacarídeos. O pré-tratamento biológico foi realizado em frascos Erlenmeyers de 2L com 25 g de bagaço de cana suplementado com 0,5% de milhocina por períodos de 7 a 60 dias. Após o biotratamento também foi aplicada uma etapa tratamento químico com peróxido de hidrogênio (2%) por 48 h a 40 ºC seguido de uma extração alcalina com hidróxido de sódio (5%) a 120 ºC por 2 h. Essa etapa também foi aplicada sobre o bagaço original para avaliação da eficiência da combinação dos tratamentos (controle). Para análise da eficiência dos tratamentos, foram realizadas hidrólises enzimáticas dos substratos gerados e do bagaço original. A biodegradação de bagaço de cana por por L. gilbertsonii e P. ostreatus apresentou baixa perda de massa. O bagaço de cana biotratado por L. gilbertsoni se mostrou mais recalcitrante à ação das enzimas que bagaço original, enquanto que o bagaço biotratado por P. ostreatus apresentou uma conversão superior dos polissacarídeos residuais ao original acima de 30 dias de cultivo.O biotratamento de bagaço de cana por C. subversmipora apresentou a mais extensa perda de massa em relação aos outros fungos. Após 60 dias de cultivo, C. subvermispora degradou 17%, 49% e 48% da celulose, hemicelulose e lignina, respectivamente; enriquecendo a fração celulósica do material. A hidrólise deste substrato biotratado alcançou conversão de celulose de 54%, contra somente 23% no material original. Mesmo com o consumo de parte da fração celulósica pelo fungo C. subvermispora, a aplicação do biotratamento gerou mais glicose disponível do que o bagaço de cana in natura. / Sugarcane bagasse is one of the most important lignocellulosic raw material in Brazil and may be a source of fermentative sugars. However, for an efficient conversion of these polysaccharides by enzymatic hydrolysis, a pretreatment is required to overcome the material recalcitrance. Basidiomycetes are recognized as the most effective organisms to degrade lignocellulosic materials and may, potentially, be used for the pretreatment step. For a positive balance of glucose in this process, maximal degradation of lignin should be attained with minimal degradation of the cellulosic fraction. The aim of this work is the evaluation of the brown-rot fungi Laetiporus gilbertsonii and the white-rot fungi Pleurotus ostreatus and Ceriporiopsis subvermispora in the pretreatment of the sugarcane bagasse for subsequent enzymatic hydrolysis of the remaining polysaccharides. The biological pretreatment was carried in Erlenmeyers 2L flasks with 25 g of sugarcane bagasse, supplemented by 0.5% of corn steep liquor for 7 to 60 days. After the biological pretreatment, a chemical processing with hydrogen peroxide (2 %) for 48 h at 40 º C followed by alkaline extraction with sodium hydroxide (5 %) at 120 ºC for 2 h was also performed. This chemical step was also applied in the raw bagasse to evaluate the efficiency of the combined treatment. Enzymatic hydrolysis of the solids was performed to analyze the efficiency of the treatments on the pretreated and original bagasse. The biodegradation of sugarcane bagasse by L. gilbertsonii and P. ostreatus showed low mass loss values. The bagasse treated by L. gilbertsonii was even more recalcitrant to enzymes than the raw material, meanwhile the material treated by P. ostreatus showed a higher conversion of residual polysaccharide than raw material after 30 days of biotreatment. The biological treatment of bagasse with C. subvermispora showed the higher mass loss values among studied fungi. After 60 days of grown, C. subvermispora degraded 17 %, 49 % and 48 % of cellulose, hemicellulose and lignin, respectively, enriching the cellulosic fraction of the material. The hydrolysis of this treated substrate reached a cellulose conversion of 54 % against only 23 % found in the raw bagasse. Even considering the cellulosic fraction consumption by C. subvermispora, the fungal pretreatment provided more available glucose at the end of the process as compared to the raw bagasse.

A bioluminescência desperta o interesse humano há muitos séculos. Presente em quatro dos sete reinos taxonômicos, Monera, Chromista, Animalia e Fungi, cada um com mecanismos muito diferentes. Pode-se dizer que o estudo químico da bioluminescência começou com os experimentos de Dubois no século XIX, que cunhou os termos luciferina e luciferase, termos genéricos para o substrato e enzima envolvidos na reação, respectivamente. No caso específico de fungos, o envolvimento de enzimas foi debatido por quase cinco décadas, após a proposta enzimática de Airth e Foerster na década de 1960 e a não enzimática por Shimomura, em 1989. Somente em 2009 a hipótese de Airth e Foerster foi confirmada pelo nosso grupo, seguido da identificação da luciferina fúngica e o envolvimento de hispidina, como molécula precursora, em 2015 pelo grupo de Yampolsky. Para conseguir elucidar mecanismos químicos, a técnica de espectrometria de massas pode ser empregada para a identificação estrutural de reagentes e intermediários destas e de outras reações orgânicas. Após a confirmação do envolvimento de hispidina na bioluminescência de fungos, utilizou-se a técnica de cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas para identificar a presença de hispidina, seus derivados e intermediários precursores, em fungos e em algumas plantas. / Bioluminescence arises human interest for centuries. Occurring in four of seven taxonomical Kingdoms, Monera, Chromista, Animalia and Fungi, each of them with completely different mechanisms. The chemical study of bioluminescence starts in XIX century with Dubois, who coined the terms luciferin and luciferase, generic terms for substrate and enzyme involved in the bioluminescent reaction, respectively. In the specific case of fungi, enzyme involvement has been debated for almost five decades, after the enzymatic proposal by Airth and Foerster, during the 1960 decade, and the non-enzymatic proposal by Shimomura in 1989. It was only in 2009 when the proposal by Airth and Foerster was confirmed by our group, followed by the identification of the fungal luciferin and the involvement of hispidin, as the precursor molecule, in 2015 by Yampolskys group. To elucidate the chemical mechanisms, mass spectrometry can be employed to structural identification of reagents and intermediates on these and other organic reactions. After the confirmation of hispidin involvement in fungi bioluminescence, liquid chromatography coupled with mass spectrometry was uses do identify the presence of hispidin, its derivatives and precursor intermediates in fungi and selected plants.

O protozoário flagelado, Trichomonas vaginalis, causa a tricomonose, a doença sexualmente transmissível (DST) não viral mais comum no mundo. Metronidazol e tinidazol são os dois fármacos de escolha recomendados pelo Food and Drug Administration (FDA, USA) para o tratamento da tricomonose humana. Entretanto, isolados de T. vaginalis clínicos ou laboratoriais resistentes e reações adversas comuns têm sido reportados. Sabe-se que fungos produzem moléculas bioativas podendo ser uma fonte em potencial de novas moléculas antiparasitárias, sendo assim, a busca por compostos naturais bioativos em basidiomicetos pode ser uma abordagem interessante para descoberta de fármacos alternativos. O objetivo desse estudo foi investigar a presença, purificar e identificar substâncias com atividade anti-Trichomonas no meio de cultivo de micélios de basidiomicetos. Para a obtenção dos compostos bioativos, os basidiomicetos Amauroderma camerarium, família Ganodermataceae, e Gymnopilus pampeanus, família Cortinariceae, foram cultivados em meio caldo extrato de malte (CEM) com variação da fonte de nitrogênio e tempo de cultivo. O extrato bruto com maior atividade anti-T. vaginalis para A. camerarium (CEM + KNO3 28 dias de cultivo) foi escolhido para ensaios de purificação e caracterização, que indicaram que o composto bioativo é de natureza protéica. Uma proteína sem alta identidade com outra proteína foi purificada e foi denominada amaurocina. Amaurocina apresenta atividade contra isolados clínicos de T. vaginalis – TV LACH1 e TV LACM2 – (CIM= 62,4 μg/mL), sendo um isolado resistente ao metronidazol (TV LACM2), e contra o isolado ATCC 30236 (CIM= 31,2 μg/mL). A Amaurocina também apresenta atividade próinflamatória por induzir aumento da liberação de óxido nítrico de neutrófilos, o qual é um importamente mecanismo de defesa do hospedeiro durante a infecção parasitária. Para G. pampeanus, os extratos mais ativos foram produzidos em meio CEM + KNO3 por 28 dias de cultivo e CEM + KNO3 por 21 dias de cultivo, porém a purificação desses extratos é necessária. Esses resultados estão em concordância com o alto potencial de produção de biocompostos dos basidiomicetos, o qual tem sido reportado na literatura por décadas. / The flagellated protozoan, Trichomonas vaginalis, causes trichomonosis, the most common non-viral sexual transmitted disease (STD) in the world. Metronidazole and tinidazole are two drugs of choice recommended by Food and Drug Administration (FDA, USA) for treatment of human trichomonosis. However, clinical or laboratory-generated drug-resistant isolates of T. vaginalis and common adverse reactions have been reported. It is known that fungi produce bioactive molecules and they can be a potential source of new antiparasitic molecules. Thus, in order to improve the current chemotherapy of T. vaginalis infection, the search for natural bioactive compounds in basidiomycetes can be an interesting approach to discover alternative drugs. The aim of this study was to investigate the presence, to purify and to identify substances in cultivation of basidiomycetes’ mycelia, which have anti-Trichomonas activity. Mycelia of basidiomycete Amauroderma camerarium, family Ganodermataceae, and Gymnopilus pampeanus, family Cortinariceae, were transferred to flasks containing malt extract broth (MEB) medium with variation of the nitrogen source and time of growth. The preparation with higher anti-T. vaginalis activity (MEB + KNO3 28 days of growth) for A. camerarium basidiomycete was chosen for purification and characterization assays, that indicated that the bioactive compound is a protein-like molecule. A protein without high homology with any other protein was found and was named amaurocine. Amaurocine presents activity against clinical isolates of T. vaginalis – TV LACH1 and TV LACM2 – (MIC=62.4 μg/mL), one of these a metronidazole-resistant isolate, and it presents activity against the T. vaginalis ATCC 30236 isolate (MIC=31.2 μg/mL). Amaurocine also presents proinflamatory activity. Since it was able to enhance nitric oxide release from neutrophils, which is an important host defense mechanism during the parasitic infection. For G. pampeanus, the most active extracts were produced in MEB + KNO3 28 days of growth and MEB + KNO3 21 days of growth, but further steps of purification are necessary. These results are in agreement with the high potential of biocompounds production of basidiomycetes that has been reported in the literature for decades.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-05-17T16:34:29Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1067848 bytes, checksum: 64d84327afd892d02d4f3159ea5bf588 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-17T16:34:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1067848 bytes, checksum: 64d84327afd892d02d4f3159ea5bf588 (MD5) Previous issue date: 2011-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho, seis diferentes cepas fúngicas isoladas de plantações de eucalipto foram avaliadas quanto aos seus potenciais para produção de enzimas lignocelulolíticas visando suas aplicações em processos biotecnológicos, mais precisamente, processos de sacarificação da biomassa. Os fungos Pycnoporus sanguineus, Trametes sp. J2, Trametes sp J5, isolado J-129 (um basidiomiceto não identificado), Chrysoporthe cubensis e Cylindrocladium pteridis foram cultivados em meio líquido (ML) e meio semi- sólido (MSS) contendo farelo de trigo, sabugo de milho, polpa Kraft e celulose microcristalina (Avicel) como fonte de carbono. Após 4, 8 e 12 dias de fermentação os extratos enzimáticos produzidos foram coletados e analisados para determinação das atividades de xilanase, endoglicanases, β-glicosidases, lacases e celulase total (FPase). Pycnoporus sanguineus apresentou as maiores atividades para FPase (polpa Kraft-MSS) e lacase (farelo de trigo-ML) sugerindo que este microrganismo pode ser utilizado como um eficiente produtor de ambos os grupos de enzimas: cellulases e ligninases. Chrysoporthe cubensis propiciou as maiores atividades para endoglicanase e β-glicosidase (farelo de trigo-SSF). Sendo assim, foi demonstrado pela primeira vez que C. cubensis possui um grande potencial para produção de enzimas (principalmente celulases) para aplicação em processos de sacarificação da biomassa. As maiores atividades xilanolíticas foram encontradas em extratos produzidos pelo fitopatógeno C. pteridis, o qual foi apto a secretar quantidades incomuns de xylanase (aproximadamente 150000 U L -1 ) quando cultivado em meio semi-sólido usando farelo de trigo como substrato. Pycnoporus sanguineus e C. cubensis secretaram as maiores atividades celulolíticas e por isto os extratos enzimáticos produzidos por estes microrganismos foram caracterizados e subseqüentemente aplicados em testes de sacarificação da biomassa. Além de celulases e xilanases, P. sanguineus e C. cubensis também mostraram uma marcante capacidade para secretar atividades de α-arabinofuranosidase, α-galactosidase, β-mananase e poligalacturonase. Além disto, baixas atividades para β-xilosidase e β-manosidase também foram detectados em ambos os extratos enzimáticos. As atividades celulolíticas (endoglicanase, FPase e β-glicosidase) e xilanolíticas produzidas por P. sanguineus e C. cubensis foram caracterizadas em relação a pH e temperatura ótimos e foi observado que todas as atividades enzimáticas analisadas foram maximamente ativas quando incubadas em uma faixa de pH entre 3,5 e 4,5. Os valores de temperaturas ótimas variaram entre 50 e 60 °C. Além disto, todas as atividades enzimáticas foram altamente estáveis nas temperaturas de 40 e 50 °C tendo mantido mais de 70 % de suas atividades residuais após 48 h de incubação. Os extratos celulolíticos de P. sanguineus e C. cubensis foram aplicados em experimentos de sacarificação utilizando bagaço de cana, previamente submetido à pré-tratamento ácido ou básico, como substrato e os resultados de sacarificação foram comparados com aqueles obtidos utilizando- se uma preparação comercial de celulases. O uso de pré-tratamento ácido foi pouco eficiente na remoção da lignina junto ao bagaço de cana e como conseqüência disso observou-se um baixo rendimento de sacarificação quando este substrato foi utilizado, independentemente do extrato enzimático aplicado. Por outro lado, quando bagaço pré-tratado com base foi utilizado como substrato, elevadas taxas de hidrólise foram observadas. Considerando-se a produção de equivalentes açúcares redutores, foram observados rendimentos de sacarificação de 89,0, 60,4 e 64,0 % após 72 h de reação nos ensaios conduzidos com extrato de C. cubensis, extrato de P. sanguineus e com a preparação de celulases comercial, respectivamente. A produção de glicose também foi avaliada e, similarmente, se observou uma maior liberação deste monossacarídeo nos ensaios realizados com extrato do fungo C. cubensis (52,7 %). Para os ensaios de sacarificação utilizando extrato de P. sanguineus e celulase comercial a produção de glicose observada correspondeu a 22,6 e 36,6 % do rendimento teórico possível, respectivamente. Os resultados obtidos sugerem que as seis cepas fúngicas avaliadas neste trabalho têm grande potencial como produtoras de enzimas para aplicações em processos biotecnológicos. Os extratos celulolíticos de P. sanguineus e C. cubensis demonstraram um grande potencial para serem utilizados em processos de sacarificação da biomassa uma vez que o desempenho de hidrólise observado para estes extratos foi similar ou superior àquele observado em ensaios utilizando-se uma preparação de celulases comercial. / In this work, six different fungi strain isolated from eucalyptus plantations were evaluated in relation to their ability to produce ligninolytic enzymes to biotechnological application, specifically, biomass saccharification for bioethanol production. The fungi Pycnoporus sanguineus, Trametes sp. J2, Trametes sp J5, isolated J-129 (a Basidiomycete unidentified), Chrysoporthe cubensis e Cylindrocladium pteridis were cultivated in submerged fermentation (SmF) or in solid state fermentation (SSF) using wheat bran, corn cobs, Kraft pulp or microcrystalline cellulose (Avicel) as carbon source. After 4, 8 and 12 days of fermentation, the enzymatic extract produced were analyzed in relation to xylanase, endoglucanase, β-glucosidase, laccase and total cellulase (FPase) activities. The white-rot Basidiomycete P. sanguineous presented the highest FPase (Kraft pulp-SSF) and laccase (wheat bran-SmF) activities, suggesting that this microorganism could be used as an efficient producer for the two groups: cellulases and ligninases. Chrysoporthe cubensis presented the highest endoglucanase and β-glucosidase (wheat bran-SSF) activities. Therefore, for the first time, it was demonstrated that C. cubensis has a great potential to enzyme production (mainly cellulases) that could be applied in biomass saccharification processes. The highest xylanolytic activities were detected in enzymatic extracts produced by the plant pathogenic C. pteridis, which was able to secrete uncommon amounts of xylanase activity (approximately 150000U L -1 ) when cultivated in SSF using wheat bran. P. sanguineus and C. cubensis were able to secrete the highest amounts of cellulolytic activities and therefore the enzymatic extracts produced by these microorganisms were characterized and subsequently applied in biomass saccharification experiments. Besides cellulases and xylanases, P. sanguineus and C. cubensis were also able to produce α-arabinofuranosidase, α-galactosidase, β-mananase and polygalacturonase. It was also detected low activities of β-xylosidase and β-mannosidase in both enzymatic extracts. The cellulolytic activities(endoglucanase, FPase and β-glucosidase) and xylanolytic activities produced by P. sanguineus and C. cubensis were characterized in relation to pH and temperature and it was observed that all activities were maximized in a pH range of 3.5-4.5. The optimum temperatures for those enzymes varied between 50 and 60 °C. Besides, all enzymatic activities were highly stable at 40 and 50 °C, maintaining more than 70 % of its residual activities after 48 h of pre incubation at the aforementioned temperatures. The enzymatic extracts from P. sanguineus and C. cubensis were employed in saccharification experiments using acid-treated or alkali-treated sugarcane bagasse as substrate. The saccharification results were compared to those obtained employing a commercial cellulase. The acid pretreatment presented low efficiency in lignin removal from sugarcane bagasse and as a consequence, it was observed a low yield of saccharification when acid-treated bagasse was hydrolyzed, independently from the cellulase extract utilized. On the other hand, when alkali-treated sugarcane bagasse was used as substrate for saccharification, high hydrolysis rates were observed. Considering equivalent reducing sugars production, it was observed saccharification yields of 89.0, 64.4 and 64.0 % after 72 h of hydrolysis reaction using extract from C. cubensis, extract from P. sanguineous and a commercial cellulase, respectively. The glucose production was also evaluated and, similarly it was observed a higher yield in the saccharification using extract from C. cubensis (52.7 %) than in those using extract from P. sanguineous (22.6 %) or commercial cellulase (36.6 %). The results obtained suggest that the six fungi strains evaluated in this work present a great potential to produce enzymes for application in biotechnological processes. The cellulolytic extracts from P. sanguineous and C. cubensis demonstrated a great potential to be employed in biomass saccharification processes, since their observed hydrolysis performances were similar or superior to that observed performance for commercial cellulase. / Tese antiga

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-04-25Bitstream added on 2014-06-13T20:56:19Z : No. of bitstreams: 1 arakaki_rlm_me_sjrp.pdf: 890259 bytes, checksum: 8d0052a8a32ab44243e80d491899d7be (MD5) / Os basidiomicetos são conhecidos por sua capacidade em degradar a madeira. Essa característica deve-se à sua habilidade em oxidar a lignina presente nas plantas. Essa molécula é um composto recalcitrante formado por sub-unidades de fenilpropanóides e as enzimas capazes de degradá-la são conhecidas conjuntamente como enzimas ligninolíticas. Tais enzimas são inespecíficas. Essa característica confere-lhes o seu emprego na oxidação de compostos que possuem estrutura molecular semelhante à da lignina, tais como pesticidas e hidrocarbonetos poli-aromáticos, que possuem anéis aromáticos em sua estrutura. Dessa forma, é possível utilizar tais enzimas na degradação desses xenobióticos. Alguns basidiomicetos possuem a habilidade de crescer em meio com baixa atividade de água. Assim, é possível usá-los em processos de biorremediação de ambientes que possuem uma alta concentração de solutos, como em meios com alta salinidade. Esse trabalho teve como objetivo o estudo da capacidade de crescimento em meio líquido agitado com baixa atividade de água do basidiomiceto Dacryopinax elegans SXS323, promovida pela adição de cloreto de sódio 0,5 M, manitol 0,5 M ou glicerol 0,5 M ao meio de cultura; a produção de enzimas ligninolíticas e o seu poder de degradação do herbicida diurom nessas condições. Verificou-se que o basidiomiceto foi capaz de crescer sob todos os meios testados, sendo este mais pronunciado quando manitol ou glicerol foram acrescentados ao meio, averiguando-se um estímulo de crescimento. O manitol e o glicerol serviram como fonte secundária de carbono. O cloreto de sódio inibiu seu crescimento. Outro fator de inibição do crescimento foi a adição de diurom. A produção de enzimas ligninolíticas foi muito baixa, com pico de atividade de 3,67 U . L -1 com 144 horas de cultivo em meio com glicerol 0,5M. Apesar disso, detectou-se degradação... / The basidiomycetes are known for their ability to degrade wood. This feature is due to its ability to oxidize lignin of plants. This molecule is a compound formed by recalcitrant sub-units of phenylpropanoids and enzymes able to degrade it and are known as ligninolytic enzymes. These enzymes are nonspecific. This characteristic provides them the capability of oxidation of compounds that have molecular structures similar to lignin, such as pesticides and polyaromatic hydrocarbons, which possess aromatic rings in their structure. Thus, it is possible to use such enzymes in the degradation of xenobiotics. Some basidiomycetes have their ability to grow in media with low water activity. Thus, it can be used in bioremediation process in environments that have a high concentration of solutes, such as hypersaline environments. This work aimed to study the capability of the basidiomycete Dacryopinax elegans SXS323 to grow in liquid shaken with low water activity, promoted by the addition of sodium chloride 0.5 M, mannitol 0.5 M or glycerol 0.5 M to the medium culture, the production of ligninolytic enzymes and their degradation capability of the herbicide diuron in these conditions. It was found that the basidiomycete was able to grow in all media tested. The growth was most pronounced when mannitol or glycerol was added to the medium, probably working as a stimulus for growth, and were used as a secondary source of carbon. Sodium chloride inhibited its growth. Another factor inhibiting the growth was the addition of diuron. The ligninolytic enzyme production was very low, with peak activity of 3.67 U. L -1 with 144 hours in medium with glycerol 0.5 M. Nevertheless, we detected the degradation of the herbicide, registering 32.63% (glycerol 0.5 M, 192 hours), 25.47% (mannitol 0.5 M, 192 hours) 20.51% of reduction in medium with glucose 5.0 g . L -1 (240 hours)... (Complete abstract click electronic access below)

Bacillus thuringiensis var. israelensis é uma bactéria entomopatogênica capaz de sintetizar um cristal protéico composto por endotoxinas. Estas endotoxinas são utilizadas em formulações de biolarvicidas, sendo efetivas contra dípteros que representam um problema para a saúde humana. Neste trabalho, estudou-se a influência de fontes protéicas, de substratos energéticos, da temperatura e do pH sobre o crescimento celular, a esporulação e a expressão de endotoxinas de B. thuringiensis var. israelensis, em frascos agitados e em fermentador de bancada. Foram estudadas fontes protéicas de menor custo em substituição ao extrato de levedura de laboratório. Melhores resultados, com relação ao crescimento celular, à esporulação e à mortalidade de larvas de Culex quinquefasciatus, foram obtidos com 12 g/L de extrato de levedura bruto Prodex (ELB) ou 20 g/L de farelo de soja (FS) em biorreator de bancada, com valores máximos de demanda de oxigênio pelo cultivo (OUR) de 58,1 e 53,3 mmolO2/L/h, máxima concentração celular (X) de 12 g/L, esporulação de 3.1012 e 6.1012 esporos/mL e concentração letal mediana (CL50) de 0,21 e 0,45 ppm, respectivamente. Entre estas alternativas, o ELB, com um custo muito inferior ao do extrato de levedura de laboratório, foi considerado como uma fonte de proteína mais adequada que o farelo de soja por ser completamente solúvel o que representaria uma vantagem em processos em larga escala. Com relação aos substratos energéticos estudados (glicose, sacarose e lactose), a glicose, nas concentrações de 10 e 20 g/L, apresentou os resultados mais expressivos em termos de respiração (OUR máximo apoximadamente 60 mmolO2/L/h, em ambos os cultivos), de crescimento (X máxima = 8,2 e 12 g/L, respectivamente) e esporulação (1012 esporos/mL em 26 e 28 horas, respectivamente). A expressão de endotoxinas foi maior em meios com glicose ou sacarose, observando-se em eletroforese as bandas de 26, 70 e 128 kDa. Apesar do crescimento celular inferior, a sacarose (10 g/L), um carboidrato de custo relativamente baixo no Brasil, pode ser utilizada como substrato para Bti uma vez que permite a expressão das endotoxinas em estudo. A temperatura mostrou grande influência sobre o cultivo de Bti, sendo 27 e 30oC as que proporcionaram as mais altas OUR (88,1 e 66,1 mmolO2/L/h), X (13 g/L, em ambos os cultivos) e esporulação (8 e 7.1010 esporos/mL), assim como maior expressão das endotoxinas de 70 e 26 kDa em meios com ELB (12 g/L) e glicose ( 20 g/L). Entre as duas, a temperatura de 27oC, porém, foi considerada mais adequada por facilitar a transferência de oxigênio em cultivo de Bti. Os baixos valores de pH, observados quando o cultivo foi realizado sem controle e quando foi controlado em 5,5, influenciaram negativamente a produção de biomassa que atingiu 9,5 g/L. Com o pH controlado em 6,2 e 7,0 ou quando variou entre 7,0 e 5,5, o maior valor de X foi de cerca de 12 g/L. Apesar disso, a contagem de esporos foi semelhante em todos os ensaios: aproximadamente 1012 esporos/mL, em cerca de 30 horas de cultivo. Uma melhor expressão das endotoxinas de 26, 70 e 128 kDa foi evidenciada quando o pH foi mantido próximo da neutralidade. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-13T17:26:06Z No. of bitstreams: 1 dissertacao Cintia Panarotto.pdf: 1176937 bytes, checksum: b1ab2e0e4c43ddf42a0f132a88cf7c77 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-13T17:26:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao Cintia Panarotto.pdf: 1176937 bytes, checksum: b1ab2e0e4c43ddf42a0f132a88cf7c77 (MD5) / The entomopathogenic bacterium Bacillus thuringiensis var. israelensis produces a crystal protein formed by endotoxins. These endotoxins are used in the formulation of biolarvicides effective for the control of diptera, which represent a problem for human health. In this work, the influence of nitrogen sources, energetic substrates, temperature, and pH on the cell growth, spore formation, and the expression of endotoxins by B. thuringiensis var. israelensis was studied in shake-flask and bioreactor experiments. Low-cost nitrogen sources were studied for the substitution of laboratory yeast extract. The best results for cell growth, spore formation and lethality of Culex quinquefasciatus larvae were obtained in bench bioreactor with medium containing 12 g/L of the bulk yeast extract Prodex (BYE) or 20 g/L of soy bran (SB), with maximum oxygen uptake rate values (OUR) of 58.1 and 53.3 mmolO2/L/h, maximum cell concentration of 12 g/L, spore counting of 3.1012 and 6.1012 spores/mL, and medium lethal concentration (LC50) of 0.21 and 0.45 ppm, respectively. In this comparison, BYE, which is much cheaper than laboratory yeast extract, was preferred as a protein source than soy bran because it is completely soluble, which could be an advantage in large-scale processing. With respect to the energetic substrates evaluated (glucose, sucrose and lactose), glucose, in concentrations of 10 and 20 g/L, led to the most significant results for respiration (maximum OUR approximately 60 mmolO2/L/h for both conditions), cell growth (maximum X = 8.2 and 12 g/L, respectively), and spore counting (1012 spores/mL in 26 and 28 hours, approximately). In media containing glucose or sucrose, the presence of toxins of 26, 70, and 128 kDa was observed. Despite the inferior cell growth observed, sucrose (10 g/L), a relatively low-cost carbohydrate in Brazil, could be used as a substrate for Bti cultivation since the endotoxins studied were expressed. With lactose, no significant result was found. The temperature of the medium exerts a major influence on the cultivation of Bti. At 27 and 30ºC, the higher values for the maximum OUR (88.1 and 66.1 mmolO2/L/h), X (13 g/L for both conditions) and spore counting (8 and 7.1010 spores/mL) were measured. The more intense expression for proteins of 70 and 26 kDa, in mediu containing BYE (12 g/L) and glucose (20 g/L), were also observed at these temperatures. The temperature of 27ºC can be considered as a better temperature for this process since oxygen supply would be facilitated at this condition. The low pH observed when the cultivation was performed without pH control or with pH kept constant at 5.5 led to decreasing values of biomass concentration which reached 9.5 g/L. When the pH was controlled in 6.2 and 7.0 or varied from 7.0 to 5.5, the maximum X was measured as 12 g/L. Despite such a difference, spore counting was similar in all experiments: 1012 spores/mL in approximately 30 hours of cultivation. A better expression of endotoxins of 26, 70, and 128 kDa was detected when the pH was kept close to neutral values.

Resíduos poliméricos, quando destinados em ambientes inadequados, associados a sua resistência à degradação, podem promover poluição ambiental. Desta forma, estudos que possibilitam favorecer a degradação de alguns polímeros vêm crescendo e são considerados como alternativa para os atuais problemas de poluição ambiental. Outra alternativa que possibilita alterar características de interesse dos polímeros é por meio do desenvolvimento de misturas poliméricas, sendo que suas propriedades físicas e químicas podem ser alteradas para uma vasta gama de aplicações, proporcionando desempenho desejável ao produto final. Neste trabalho foi desenvolvida misturas poliméricas entre o polipropileno (PP), polímero sintético, e o poli(ácido lático) (PLA), polímero biodegradável com e sem a presença de agente compatibilizante (AC) a base de PP modificado com anidrido maleico. O objetivo do trabalho foi avaliar as propriedades da mistura de PLA e PP sem e com a presença de agente compatibilizante, bem como a ação de 10 fungos asidiomicetos isolados dos biomas mata atlântica e pampa na degradação individualmente dos polímeros e da mistura de PLA/PP. As misturas poliméricas foram produzidas por processo de extrusão e injeção e verificadas as propriedades morfológicas, térmicas, químicas e mecânicas. Para o processo de degradação biológica em cultivo sólido in vitro foram produzidos filmes de PP, PLA e suas misturas, por moldagem por compressão. Os polímeros puros foram submetidos à exposição aos 10 fungos por períodos de 14, 28 e 75 dias a 28°C sendo os fungos Trametes villosa (Sw.) Kreisel 82I.6, Schizophyllum cf. commune (Fr.) 85E.16 e Auricularia bull Ex. Juss. 551.9B os que proporcionaram indícios de degradação nos filmes de PLA e o fungo T. villosa (Sw.) Kreisel 82I.6 nos filmes de PP. A mistura de PLA/AC/PP (75/3/25) selecionada por apresentar maior caráter hidrofílico, foi submetida à exposição ao fungo T. villosa (Sw.) Kreisel 82I.6 por 14, 28 e 60 dias a 28°C. Após o período avaliado, foram verificadas as propriedades físicas (perda de massa), morfológicas (microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura) e características químicas (espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier). Como resultados das propriedades das misturas, estas mostraram-se imiscíveis e as propriedades mecânicas foram inferiores as do PLA, sem alteração da estabilidade térmica e mudança da hidrofilia com o aumento de PP. O PLA diminuiu sua cristalinidade após o processamento e o PP aumentou. Foram produzidos extratos em cultivo líquido do PLA com os fungos T. villosa (Sw.) Kreisel 82I.6, S. cf. commune (Fr.) 85E.16 e A. bull Ex. Juss. 551.9B e do PP com o fungo T. villosa (Sw.) Kreisel 82I.6, contudo as enzimas não foram eficientes quanto a degradação biológica nos caldos. Os fungos que apresentaram maior potencial de degradação em cultivo sólido do PLA foram o T. villosa (Sw.) Kreisel 82I.6, S. cf. commune (Fr.) 85E.16 e A. bull Ex. Juss 551.9B e para o PP foi o fungo T. villosa (Sw.) Kreisel 82I.6; evidenciado na colonização da superfície com remoção de material após 28 e 75 dias de incubação. O fungo T. villosa (Sw.) Kreisel 82I.6 utilizado no processo de degradação em cultivo sólido da mistura PLA/AC/PP (75/3/25) propiciou que fosse identificado indícios de degradação nos períodos estudados. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2015-02-20T16:07:37Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Morgana Menegotto.pdf: 4833989 bytes, checksum: 9e911dfa8cf78af6b06ea5d15a320088 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-20T16:07:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Morgana Menegotto.pdf: 4833989 bytes, checksum: 9e911dfa8cf78af6b06ea5d15a320088 (MD5) / Bolsa de Desenvolvimento Tecnológico e Inovação / Polymeric wastes when intended improperly, associated with its resistance to degradation may promote environmental pollution. Therefore, studies involving the degradation of some polymers are considered as an alternative to current environmental pollution problems. Another alternative that allows changing the characteristics of interest of the polymers is through the development of polyblends, and their physical and chemical properties can be changed to a wide range of applications, providing desirable performance to the final product. In this work were used polypropylene (PP), synthetic polymer, and polylactic acid (PLA), biodegradable polymer with and without the presence of compatibilizer (AC) based maleic anhydride modified PP. The objective of this study was to evaluate the properties of the blend of PLA and PP with and without the presence of compatibilizer as well the action of 10 basidiomycete fungi isolated from biomes, rainforest and pampa in as individually degradation polymers and the blends of PLA/PP. Polyblends of PP and PLA with and without the presence of a compatibilizer were produced by extrusion and injection process and morphological analysis, thermal, chemical and mechanical properties. For the process of biological degradation in solid culture in vitro were produced films of PP, PLA and their blend by compression molding. The pure polymers were subjected to exposure to the ten basidiomycete fungi for a period of 14, 28 and 75 days at 28°C, being the fungi Trametes villosa (Sw.) Kreisel 82I.6, Schizophyllum cf. commune (Fr.) 85E.16 and Auricularia bull Ex. Juss. 551.9B those who have provided evidence of degradation in the films of PLA and the fungus T. villosa (Sw.) Kreisel 82I.6 in the films of PP. A blend of PLA/AC/PP 75/3/25 selected due to its higher hydrophilic character, was subjected to exposure to the fungus T. villosa (Sw.) Kreisel 82I.6 during 14, 28 and 60 days at 28°C. After the evaluation period the physical properties (weight loss), morphological (light microscopy and scanning lectron microscopy) and chemical characteristics (infrared spectroscopy with Fourier transform) were observed. As a result of the properties of the blends, these proved to be immiscible, and the mechanical properties were lower than those of the PLA, without change in thermal stability and change in hydrophilicity with PP increasing. PLA decreased crystallinity after processing and PP increased. The solutions produced in liquid culture of the PLA with fungi T. villosa (Sw.) Kreisel 82I.6, S. cf. commune (Fr.) 85E.16 and A. bull Ex Juss. 551.9B and PP with the fungus T. villosa (Sw.) Kreisel 82I.6, however, the enzymes were not as efficient biological degradation in the broth. The fungi that showed higher degradation potential in solid culture of PLA were the T. villosa (Sw.) Kreisel 82I.6, S. cf. commune (Fr.) 85E.16 and A. bull Ex. Juss 551.9B below those reported in the literature time and the PP, the fungus T. villosa (Sw.) Kreisel 82I.6.; it promoted surface changes with removal of material after 28 and 75 days of incubation. The fungus T. villosa (Sw.) Kreisel 82I.6 used in the process of degradation in solid culture blend PLA/AC/PP (75/3/25), was identified that provided evidence of degradation during periods of exposure this study.

O protozoário flagelado, Trichomonas vaginalis, causa a tricomonose, a doença sexualmente transmissível (DST) não viral mais comum no mundo. Metronidazol e tinidazol são os dois fármacos de escolha recomendados pelo Food and Drug Administration (FDA, USA) para o tratamento da tricomonose humana. Entretanto, isolados de T. vaginalis clínicos ou laboratoriais resistentes e reações adversas comuns têm sido reportados. Sabe-se que fungos produzem moléculas bioativas podendo ser uma fonte em potencial de novas moléculas antiparasitárias, sendo assim, a busca por compostos naturais bioativos em basidiomicetos pode ser uma abordagem interessante para descoberta de fármacos alternativos. O objetivo desse estudo foi investigar a presença, purificar e identificar substâncias com atividade anti-Trichomonas no meio de cultivo de micélios de basidiomicetos. Para a obtenção dos compostos bioativos, os basidiomicetos Amauroderma camerarium, família Ganodermataceae, e Gymnopilus pampeanus, família Cortinariceae, foram cultivados em meio caldo extrato de malte (CEM) com variação da fonte de nitrogênio e tempo de cultivo. O extrato bruto com maior atividade anti-T. vaginalis para A. camerarium (CEM + KNO3 28 dias de cultivo) foi escolhido para ensaios de purificação e caracterização, que indicaram que o composto bioativo é de natureza protéica. Uma proteína sem alta identidade com outra proteína foi purificada e foi denominada amaurocina. Amaurocina apresenta atividade contra isolados clínicos de T. vaginalis – TV LACH1 e TV LACM2 – (CIM= 62,4 μg/mL), sendo um isolado resistente ao metronidazol (TV LACM2), e contra o isolado ATCC 30236 (CIM= 31,2 μg/mL). A Amaurocina também apresenta atividade próinflamatória por induzir aumento da liberação de óxido nítrico de neutrófilos, o qual é um importamente mecanismo de defesa do hospedeiro durante a infecção parasitária. Para G. pampeanus, os extratos mais ativos foram produzidos em meio CEM + KNO3 por 28 dias de cultivo e CEM + KNO3 por 21 dias de cultivo, porém a purificação desses extratos é necessária. Esses resultados estão em concordância com o alto potencial de produção de biocompostos dos basidiomicetos, o qual tem sido reportado na literatura por décadas. / The flagellated protozoan, Trichomonas vaginalis, causes trichomonosis, the most common non-viral sexual transmitted disease (STD) in the world. Metronidazole and tinidazole are two drugs of choice recommended by Food and Drug Administration (FDA, USA) for treatment of human trichomonosis. However, clinical or laboratory-generated drug-resistant isolates of T. vaginalis and common adverse reactions have been reported. It is known that fungi produce bioactive molecules and they can be a potential source of new antiparasitic molecules. Thus, in order to improve the current chemotherapy of T. vaginalis infection, the search for natural bioactive compounds in basidiomycetes can be an interesting approach to discover alternative drugs. The aim of this study was to investigate the presence, to purify and to identify substances in cultivation of basidiomycetes’ mycelia, which have anti-Trichomonas activity. Mycelia of basidiomycete Amauroderma camerarium, family Ganodermataceae, and Gymnopilus pampeanus, family Cortinariceae, were transferred to flasks containing malt extract broth (MEB) medium with variation of the nitrogen source and time of growth. The preparation with higher anti-T. vaginalis activity (MEB + KNO3 28 days of growth) for A. camerarium basidiomycete was chosen for purification and characterization assays, that indicated that the bioactive compound is a protein-like molecule. A protein without high homology with any other protein was found and was named amaurocine. Amaurocine presents activity against clinical isolates of T. vaginalis – TV LACH1 and TV LACM2 – (MIC=62.4 μg/mL), one of these a metronidazole-resistant isolate, and it presents activity against the T. vaginalis ATCC 30236 isolate (MIC=31.2 μg/mL). Amaurocine also presents proinflamatory activity. Since it was able to enhance nitric oxide release from neutrophils, which is an important host defense mechanism during the parasitic infection. For G. pampeanus, the most active extracts were produced in MEB + KNO3 28 days of growth and MEB + KNO3 21 days of growth, but further steps of purification are necessary. These results are in agreement with the high potential of biocompounds production of basidiomycetes that has been reported in the literature for decades.

O protozoário flagelado, Trichomonas vaginalis, causa a tricomonose, a doença sexualmente transmissível (DST) não viral mais comum no mundo. Metronidazol e tinidazol são os dois fármacos de escolha recomendados pelo Food and Drug Administration (FDA, USA) para o tratamento da tricomonose humana. Entretanto, isolados de T. vaginalis clínicos ou laboratoriais resistentes e reações adversas comuns têm sido reportados. Sabe-se que fungos produzem moléculas bioativas podendo ser uma fonte em potencial de novas moléculas antiparasitárias, sendo assim, a busca por compostos naturais bioativos em basidiomicetos pode ser uma abordagem interessante para descoberta de fármacos alternativos. O objetivo desse estudo foi investigar a presença, purificar e identificar substâncias com atividade anti-Trichomonas no meio de cultivo de micélios de basidiomicetos. Para a obtenção dos compostos bioativos, os basidiomicetos Amauroderma camerarium, família Ganodermataceae, e Gymnopilus pampeanus, família Cortinariceae, foram cultivados em meio caldo extrato de malte (CEM) com variação da fonte de nitrogênio e tempo de cultivo. O extrato bruto com maior atividade anti-T. vaginalis para A. camerarium (CEM + KNO3 28 dias de cultivo) foi escolhido para ensaios de purificação e caracterização, que indicaram que o composto bioativo é de natureza protéica. Uma proteína sem alta identidade com outra proteína foi purificada e foi denominada amaurocina. Amaurocina apresenta atividade contra isolados clínicos de T. vaginalis – TV LACH1 e TV LACM2 – (CIM= 62,4 μg/mL), sendo um isolado resistente ao metronidazol (TV LACM2), e contra o isolado ATCC 30236 (CIM= 31,2 μg/mL). A Amaurocina também apresenta atividade próinflamatória por induzir aumento da liberação de óxido nítrico de neutrófilos, o qual é um importamente mecanismo de defesa do hospedeiro durante a infecção parasitária. Para G. pampeanus, os extratos mais ativos foram produzidos em meio CEM + KNO3 por 28 dias de cultivo e CEM + KNO3 por 21 dias de cultivo, porém a purificação desses extratos é necessária. Esses resultados estão em concordância com o alto potencial de produção de biocompostos dos basidiomicetos, o qual tem sido reportado na literatura por décadas. / The flagellated protozoan, Trichomonas vaginalis, causes trichomonosis, the most common non-viral sexual transmitted disease (STD) in the world. Metronidazole and tinidazole are two drugs of choice recommended by Food and Drug Administration (FDA, USA) for treatment of human trichomonosis. However, clinical or laboratory-generated drug-resistant isolates of T. vaginalis and common adverse reactions have been reported. It is known that fungi produce bioactive molecules and they can be a potential source of new antiparasitic molecules. Thus, in order to improve the current chemotherapy of T. vaginalis infection, the search for natural bioactive compounds in basidiomycetes can be an interesting approach to discover alternative drugs. The aim of this study was to investigate the presence, to purify and to identify substances in cultivation of basidiomycetes’ mycelia, which have anti-Trichomonas activity. Mycelia of basidiomycete Amauroderma camerarium, family Ganodermataceae, and Gymnopilus pampeanus, family Cortinariceae, were transferred to flasks containing malt extract broth (MEB) medium with variation of the nitrogen source and time of growth. The preparation with higher anti-T. vaginalis activity (MEB + KNO3 28 days of growth) for A. camerarium basidiomycete was chosen for purification and characterization assays, that indicated that the bioactive compound is a protein-like molecule. A protein without high homology with any other protein was found and was named amaurocine. Amaurocine presents activity against clinical isolates of T. vaginalis – TV LACH1 and TV LACM2 – (MIC=62.4 μg/mL), one of these a metronidazole-resistant isolate, and it presents activity against the T. vaginalis ATCC 30236 isolate (MIC=31.2 μg/mL). Amaurocine also presents proinflamatory activity. Since it was able to enhance nitric oxide release from neutrophils, which is an important host defense mechanism during the parasitic infection. For G. pampeanus, the most active extracts were produced in MEB + KNO3 28 days of growth and MEB + KNO3 21 days of growth, but further steps of purification are necessary. These results are in agreement with the high potential of biocompounds production of basidiomycetes that has been reported in the literature for decades.

Bacillus thuringiensis var. israelensis é uma bactéria entomopatogênica capaz de sintetizar um cristal protéico composto por endotoxinas. Estas endotoxinas são utilizadas em formulações de biolarvicidas, sendo efetivas contra dípteros que representam um problema para a saúde humana. Neste trabalho, estudou-se a influência de fontes protéicas, de substratos energéticos, da temperatura e do pH sobre o crescimento celular, a esporulação e a expressão de endotoxinas de B. thuringiensis var. israelensis, em frascos agitados e em fermentador de bancada. Foram estudadas fontes protéicas de menor custo em substituição ao extrato de levedura de laboratório. Melhores resultados, com relação ao crescimento celular, à esporulação e à mortalidade de larvas de Culex quinquefasciatus, foram obtidos com 12 g/L de extrato de levedura bruto Prodex (ELB) ou 20 g/L de farelo de soja (FS) em biorreator de bancada, com valores máximos de demanda de oxigênio pelo cultivo (OUR) de 58,1 e 53,3 mmolO2/L/h, máxima concentração celular (X) de 12 g/L, esporulação de 3.1012 e 6.1012 esporos/mL e concentração letal mediana (CL50) de 0,21 e 0,45 ppm, respectivamente. Entre estas alternativas, o ELB, com um custo muito inferior ao do extrato de levedura de laboratório, foi considerado como uma fonte de proteína mais adequada que o farelo de soja por ser completamente solúvel o que representaria uma vantagem em processos em larga escala. Com relação aos substratos energéticos estudados (glicose, sacarose e lactose), a glicose, nas concentrações de 10 e 20 g/L, apresentou os resultados mais expressivos em termos de respiração (OUR máximo apoximadamente 60 mmolO2/L/h, em ambos os cultivos), de crescimento (X máxima = 8,2 e 12 g/L, respectivamente) e esporulação (1012 esporos/mL em 26 e 28 horas, respectivamente). A expressão de endotoxinas foi maior em meios com glicose ou sacarose, observando-se em eletroforese as bandas de 26, 70 e 128 kDa. Apesar do crescimento celular inferior, a sacarose (10 g/L), um carboidrato de custo relativamente baixo no Brasil, pode ser utilizada como substrato para Bti uma vez que permite a expressão das endotoxinas em estudo. A temperatura mostrou grande influência sobre o cultivo de Bti, sendo 27 e 30oC as que proporcionaram as mais altas OUR (88,1 e 66,1 mmolO2/L/h), X (13 g/L, em ambos os cultivos) e esporulação (8 e 7.1010 esporos/mL), assim como maior expressão das endotoxinas de 70 e 26 kDa em meios com ELB (12 g/L) e glicose ( 20 g/L). Entre as duas, a temperatura de 27oC, porém, foi considerada mais adequada por facilitar a transferência de oxigênio em cultivo de Bti. Os baixos valores de pH, observados quando o cultivo foi realizado sem controle e quando foi controlado em 5,5, influenciaram negativamente a produção de biomassa que atingiu 9,5 g/L. Com o pH controlado em 6,2 e 7,0 ou quando variou entre 7,0 e 5,5, o maior valor de X foi de cerca de 12 g/L. Apesar disso, a contagem de esporos foi semelhante em todos os ensaios: aproximadamente 1012 esporos/mL, em cerca de 30 horas de cultivo. Uma melhor expressão das endotoxinas de 26, 70 e 128 kDa foi evidenciada quando o pH foi mantido próximo da neutralidade. / The entomopathogenic bacterium Bacillus thuringiensis var. israelensis produces a crystal protein formed by endotoxins. These endotoxins are used in the formulation of biolarvicides effective for the control of diptera, which represent a problem for human health. In this work, the influence of nitrogen sources, energetic substrates, temperature, and pH on the cell growth, spore formation, and the expression of endotoxins by B. thuringiensis var. israelensis was studied in shake-flask and bioreactor experiments. Low-cost nitrogen sources were studied for the substitution of laboratory yeast extract. The best results for cell growth, spore formation and lethality of Culex quinquefasciatus larvae were obtained in bench bioreactor with medium containing 12 g/L of the bulk yeast extract Prodex (BYE) or 20 g/L of soy bran (SB), with maximum oxygen uptake rate values (OUR) of 58.1 and 53.3 mmolO2/L/h, maximum cell concentration of 12 g/L, spore counting of 3.1012 and 6.1012 spores/mL, and medium lethal concentration (LC50) of 0.21 and 0.45 ppm, respectively. In this comparison, BYE, which is much cheaper than laboratory yeast extract, was preferred as a protein source than soy bran because it is completely soluble, which could be an advantage in large-scale processing. With respect to the energetic substrates evaluated (glucose, sucrose and lactose), glucose, in concentrations of 10 and 20 g/L, led to the most significant results for respiration (maximum OUR approximately 60 mmolO2/L/h for both conditions), cell growth (maximum X = 8.2 and 12 g/L, respectively), and spore counting (1012 spores/mL in 26 and 28 hours, approximately). In media containing glucose or sucrose, the presence of toxins of 26, 70, and 128 kDa was observed. Despite the inferior cell growth observed, sucrose (10 g/L), a relatively low-cost carbohydrate in Brazil, could be used as a substrate for Bti cultivation since the endotoxins studied were expressed. With lactose, no significant result was found. The temperature of the medium exerts a major influence on the cultivation of Bti. At 27 and 30ºC, the higher values for the maximum OUR (88.1 and 66.1 mmolO2/L/h), X (13 g/L for both conditions) and spore counting (8 and 7.1010 spores/mL) were measured. The more intense expression for proteins of 70 and 26 kDa, in mediu containing BYE (12 g/L) and glucose (20 g/L), were also observed at these temperatures. The temperature of 27ºC can be considered as a better temperature for this process since oxygen supply would be facilitated at this condition. The low pH observed when the cultivation was performed without pH control or with pH kept constant at 5.5 led to decreasing values of biomass concentration which reached 9.5 g/L. When the pH was controlled in 6.2 and 7.0 or varied from 7.0 to 5.5, the maximum X was measured as 12 g/L. Despite such a difference, spore counting was similar in all experiments: 1012 spores/mL in approximately 30 hours of cultivation. A better expression of endotoxins of 26, 70, and 128 kDa was detected when the pH was kept close to neutral values.