As enzimas glicose-frutose oxidorredutase (GFOR) e glicono-d-lactonase (GL), presentes em células da bactéria Zymomonas mobilis, têm a capacidade de catalisar a formação de ácido lactobiônico (AL), ou seus sais, e sorbitol utilizando lactose e frutose como substratos. O AL e o lactobionato de sódio têm importantes aplicações na área médica e na indústria de cosméticos. As enzimas GFOR e GL apresentam suas maiores atividades em pH 6,4, por esta razão, durante a produção do AL há a necessidade de corrigir o pH do meio a fim de mantê-lo em torno deste valor. A separação do ácido lactobiônico por eletrodiálise é possível, uma vez que esta substância é o único componente iônico da bioconversão. O processo de remoção do AL durante o processo de formação pode ser vantajoso, pois tornaria desnecessária a adição de base ao meio reacional, além de otimizar e desonerar o processo de purificação. Este trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade da utilização da técnica de eletrodiálise (ED) como alternativa para separação do ácido lactobiônico de soluções contendo lactose, frutose e sorbitol, provenientes de processo biotecnológico catalisado pela enzimas GFOR e GL de Z. mobilis. Foram utilizadas membranas Ionicsâ aniônica AR204-SZRA e catiônica CR67-HMP com 11cm² de área permeante. Os ensaios foram realizados em um sistema de ED de três compartimentos de 120mL de volume cada. No compartimento intermediário foi alimentada a solução ou o meio de bioconversão contendo o ácido lactobiônico, enquanto os compartimentos anódico e catódico continham solução de NaCl (20g.L-1). A passagem dos eletrólitos através das membranas foi acompanhada indiretamente pela medida da condutividade elétrica e, também, pela concentração de AL e das demais substâncias presentes no meio de bioconversão, as quais foram determinadas por cromatografia em fase líquida (HPLC). Com densidade de corrente elétrica constante, a diferença de potencial (ddp) elétrica aplicada variava ao longo do tempo. Deste modo, a fim de evitar um aumento excessivo da ddp e um conseqüente aumento na resistência elétrica do sistema, que poderia ocasionar uma polarização por concentração, optou-se por operar o sistema com diferença de potencial constante. A melhor condição foi determinada pela variação da ddp (5, 15, 30 e 60V) ao longo do tempo, para diferentes concentrações de ácido lactobiônico (1, 5, 10, 20 e 30g.L-1). A partir dos resultados percentuais de recuperação de AL, da velocidade máxima de redução da condutividade e da resistência aparente do sistema, a melhor ddp para operação do sistema de ED foi determinada em 15V. Nesta condição, a recuperação de ácido lactobiônico cristalizado com solvente orgânico (ALC), utilizado como padrão, presente na concentração de 20g.L-1, foi de 38,7% em 250min de ensaio. Quando comparada a uma solução padrão contendo todos os componentes presentes na bioconversão (lactose, frutose e sorbitol) a recuperação foi afetada pela presença das substâncias não iônicas e a eficiência de recuperação de ALC decresceu para 16,2%. O mesmo comportamento foi observado quando o teste foi realizado com um meio de bioconversão real diluído e previamente submetido a tratamento de microfiltração para remoção de impurezas, em que a recuperação foi de 14%. Apesar da eficiência relativamente baixa, em razão das limitações do sistema de ED utilizado, os resultados na permeação do ácido lactobiônico podem ser considerados satisfatórios. Maiores eficiências de recuperação poderiam ser obtidas com o aumento da área permeante, seja aumentando a área de membrana ou o número de compartimentos do sistema de eletrodiálise. Os resultados sugerem que a recuperação de ácido lactobiônico por eletrodiálise, simultaneamente ao processo biotecnológico de produção, pode ser viável uma vez que o custo envolvido com a aplicação desta técnica é justificado pelo alto valor agregado do produto. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-14T19:08:57Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Fabiola A Peretti.pdf: 1697581 bytes, checksum: f49c476e06392cf50694d704817522e8 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-14T19:08:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Fabiola A Peretti.pdf: 1697581 bytes, checksum: f49c476e06392cf50694d704817522e8 (MD5) / Glicose-fructose oxidoreductase (GFOR) and glicono-d-lactonase (GL) enzymes are present in Zymomonas mobilis bacteria cells. These enzymes are capable to catalyze lactobionic acid (AL) formation (or formation of its correspondent salts) together with sorbitol from lactose and fructose. Lactobionic acid and sodium lactobionate have important applications in medical area and cosmetic industry. GFOR and GL enzymes present higher activity at pH 6.4, thus being necessary correction of pH medium during AL formation process, in order to maintain pH around 6.4. Lactobionic acid separation using electrodialysis is possible since this acid is the only ionic component in bioconversion. Extraction of AL simultaneously to its formation could be advantageous since addition of alkali to the reaction medium would be unnecessary, besides optimizing and making less expensive the purification process. This work aims to evaluate the technical viability by utilizy electrodialysis (ED) technique as an alternative to separate lactobionic acid, from solutions containing lactose, fructose, and sorbitol, produced by biotechnological processes catalyzed by GFOR and GL of Z. mobilis. Ionics® membranes were used in this study, with AR204-SZRA specification for anion exchange membrane and CR67-HMP specification for cation exchange membrane, with 11cm² of permeating area for each one. Experiments were performed in a three-compartment ED stack with 120mL of volume each. Intermediate compartment received feed solution or bioconversion medium containing lactobionic acid, whilst anodic and cathodic compartments contained a sodium chloride solution (20gL-1). Electrolytes passage through the membrane was indirectly observed by measuring conductivity in the intermediate compartment. Lactobionic acid concentration, as well as concentration of other substances present in bioconversion medium, was determined by high performance liquid chromatography (HPLC). When using a constant current density, the applied voltage presented variation along the time. Thus, in order to avoid excessive increase of voltage and consequently an increase of electrical resistance of the system - that would result in concentration polarization - it was chosen to operate the system with a constant voltage. The best condition for the system was determined combining different voltages (5, 15, 30 ad 60V) with different lactobionic acid concentrations (1, 5, 10, 20 and 30gL-1). From lactobionic acid recovery results, maximum conductivity decreasing velocity, and apparent resistance of the system, the best voltage for the system operation was determined as 15V. Under this condition, crystallized lactobionic acid (ALC) recovery from a 20gL-1 standard solution was 38.7% in a 250min experiment. When compared to a standard solution containing all bioconversion components (lactose, fructose and sorbitol) the recovery was affected due to the presence of non-ionic substances, thus ALC recovery efficiency decreased to 16.2%. The same behavior was observed when the test was performed using a real diluted bioconversion medium, previously treated by micro-filtration for removal of impurities. Under these conditions, recovery was 14%. Despite relatively low efficiency due to the limitations of ED system used, the results of lactobionic acid permeation can be considered satisfactory. Higher recovery efficiencies could be obtained by increasing permeating area, either increasing membrane area or increasing the number of compartments in electrodialysis stack. The results suggest that lactobionic acid recovery using electrodialysis simultaneously to the biotechnological process of production can be feasible, since the costs involved with the application of this technique are justified by the added value of the product.

Submitted by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-04-13T19:22:38Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO Gianne Rizzuto Araújo.pdf: 1650943 bytes, checksum: 25f8f195d858566bf348bef0d16e0ec9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-13T19:22:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO Gianne Rizzuto Araújo.pdf: 1650943 bytes, checksum: 25f8f195d858566bf348bef0d16e0ec9 (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / FACEPE / O pólo têxtil e de confecções do agreste de Pernambuco, que abriga várias indústrias, tem, erroneamente, despejado grandes volumes de efluentes das lavanderias e tinturarias têxteis, muitas vezes não tratados, em corpos hídricos da região, causando intensos danos ao ambiente. Estudos apontam o tratamento biológico como uma boa alternativa para solucionar os problemas com efluentes têxteis, pois são eficientes e de baixo custo. Os fungos se destacam nesse processo devido a algumas espécies degradarem compostos recalcitrantes. O gênero Fusarium é apontado como importante bioindicador e biorremediador de ambientes contaminados. No estudo dos fungos, a taxonomia polifásica utilizada atualmente objetiva integrar informações diversas, tais como: características morfológicas, dados moleculares e de produção de metabólitos para identificação mais precisa dos organismos. O objetivo deste estudo foi caracterizar culturas de espécies de Fusarium depositadas na Micoteca URM quanto à taxonomia por uma abordagem polifásica, e quanto à capacidade de degradação de efluentes de lavanderia de indústria têxtil do município de Toritama-PE. Foram utilizadas 25 culturas de Fusarium oxysporum (10), F. lateritium (7) e F. solani (8) depositadas na Micoteca URM. Foi realizada análise morfológica, molecular e quantificação do ergosterol, além da análise de descoloração de efluente têxtil coletado de uma lavanderia do município de Toritama-PE. Os fungos foram inoculados em 50 ml do efluente esterilizado, adicionado de 0,5 g de farelo de trigo, contido em frascos de Erlenmeyer e foram incubados durante seis e doze dias. Em seguida, foram feitas leituras em espectrofotômetro (360nm). Na análise morfológica dos fungos foram observadas características que concordam com as descritas na literatura, permanecendo as espécies, segundo a morfologia, sem alterações no registro URM. A análise filogenética de sequencias das regiões ITS e do fator de elongação Tef-1α confirmou que a maioria dos espécimes de F. oxysporum e F. solani são, de fato, das espécies que constam no registro de depósito, que estão distribuídas em complexos. Entretanto, para melhor resolução das relações entre os clados e, consequentemente, melhor delimitação dessas espécies, será necessário realizar o estudo de pelo menos mais uma região do genoma. Quanto à produção do ergosterol, as espécies não apresentaram variação significativa. Todos os espécimes de Fusarium apresentaram baixo percentual de descoloração do efluente quando este foi utilizado esterilizado nos ensaios. No entanto, novas pesquisas devem ser realizadas com esses isolados para desvendar seu verdadeiro potencial biotecnológico. / The textile and clothing industries in the Agreste region of Pernambuco have been erroneously discharging large volumes of in natura waste water from the textiles laundries and dry cleaners in the rivers of that region, causing severe damage to the environment. Studies indicate the biological treatment as a good alternative to solve problems with textile effluents as they are efficient and cheap. The fungi are highlighted in this process due to the ability of some species to degrade recalcitrant compounds. The genus Fusarium is pointed as an important bioindicator and biorremediador of contaminated environments. In the studies of the fungi, the polyphasic taxonomy currently used aims to integrate several information, such as: morphological characteristics, molecular data and the production of metabolites to better identify the organisms. The objective of this study was to characterize cultures of Fusarium species deposited in the Micoteca URM regarding their taxonomy by a polyphasic approach, and their capacity of degrading laundry effluent from the textile industry of Toritama-PE. Twenty five cultures of Fusarium oxysporum (10), F. lateritium (7) and F. solani (8), deposited at the Micoteca URM, were used in this study. Morphological and molecular analyses and ergosterol quantification were carried out. Also, a discoloration analysis was performed using the textile effluent collected from a laundry in the municipality of Toritama-PE. The fungi were inoculated into 50 ml of sterilized effluent, added of 0.5 g of wheat bran, in Erlenmeyer flasks and incubated during six and twelve days. Next, the supernatant was analysed using a spectrophotometer (360nm). In the morphological analysis of the fungi, the observed characteristics agree with those described in the literature, allowing us to keep, according to the morphology, the URM record unchanged. The phylogenetic analysis of sequences of the ITS regions and elongation factor Tef-1α confirmed that most of the speciemens of F. oxysporum and F. solani belong, in fact, to the species registered in the deposit files, and these are actually complexes of species. However, to better resolve the relationships between these clades and, consequently, better delimit these species, the study of at least one more region of the genome will be necessary. Ergosterol production did not vary significantly between the studied species. All Fusarium speciemens studied showed low percentage of discoloration when sterilized effluent was used in the test. However, new studies should be carried out with these isolates to uncover their true biotechnological potential.

As enzimas glicose-frutose oxidorredutase (GFOR) e glicono-d-lactonase (GL), presentes em células da bactéria Zymomonas mobilis, têm a capacidade de catalisar a formação de ácido lactobiônico (AL), ou seus sais, e sorbitol utilizando lactose e frutose como substratos. O AL e o lactobionato de sódio têm importantes aplicações na área médica e na indústria de cosméticos. As enzimas GFOR e GL apresentam suas maiores atividades em pH 6,4, por esta razão, durante a produção do AL há a necessidade de corrigir o pH do meio a fim de mantê-lo em torno deste valor. A separação do ácido lactobiônico por eletrodiálise é possível, uma vez que esta substância é o único componente iônico da bioconversão. O processo de remoção do AL durante o processo de formação pode ser vantajoso, pois tornaria desnecessária a adição de base ao meio reacional, além de otimizar e desonerar o processo de purificação. Este trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade da utilização da técnica de eletrodiálise (ED) como alternativa para separação do ácido lactobiônico de soluções contendo lactose, frutose e sorbitol, provenientes de processo biotecnológico catalisado pela enzimas GFOR e GL de Z. mobilis. Foram utilizadas membranas Ionicsâ aniônica AR204-SZRA e catiônica CR67-HMP com 11cm² de área permeante. Os ensaios foram realizados em um sistema de ED de três compartimentos de 120mL de volume cada. No compartimento intermediário foi alimentada a solução ou o meio de bioconversão contendo o ácido lactobiônico, enquanto os compartimentos anódico e catódico continham solução de NaCl (20g.L-1). A passagem dos eletrólitos através das membranas foi acompanhada indiretamente pela medida da condutividade elétrica e, também, pela concentração de AL e das demais substâncias presentes no meio de bioconversão, as quais foram determinadas por cromatografia em fase líquida (HPLC). Com densidade de corrente elétrica constante, a diferença de potencial (ddp) elétrica aplicada variava ao longo do tempo. Deste modo, a fim de evitar um aumento excessivo da ddp e um conseqüente aumento na resistência elétrica do sistema, que poderia ocasionar uma polarização por concentração, optou-se por operar o sistema com diferença de potencial constante. A melhor condição foi determinada pela variação da ddp (5, 15, 30 e 60V) ao longo do tempo, para diferentes concentrações de ácido lactobiônico (1, 5, 10, 20 e 30g.L-1). A partir dos resultados percentuais de recuperação de AL, da velocidade máxima de redução da condutividade e da resistência aparente do sistema, a melhor ddp para operação do sistema de ED foi determinada em 15V. Nesta condição, a recuperação de ácido lactobiônico cristalizado com solvente orgânico (ALC), utilizado como padrão, presente na concentração de 20g.L-1, foi de 38,7% em 250min de ensaio. Quando comparada a uma solução padrão contendo todos os componentes presentes na bioconversão (lactose, frutose e sorbitol) a recuperação foi afetada pela presença das substâncias não iônicas e a eficiência de recuperação de ALC decresceu para 16,2%. O mesmo comportamento foi observado quando o teste foi realizado com um meio de bioconversão real diluído e previamente submetido a tratamento de microfiltração para remoção de impurezas, em que a recuperação foi de 14%. Apesar da eficiência relativamente baixa, em razão das limitações do sistema de ED utilizado, os resultados na permeação do ácido lactobiônico podem ser considerados satisfatórios. Maiores eficiências de recuperação poderiam ser obtidas com o aumento da área permeante, seja aumentando a área de membrana ou o número de compartimentos do sistema de eletrodiálise. Os resultados sugerem que a recuperação de ácido lactobiônico por eletrodiálise, simultaneamente ao processo biotecnológico de produção, pode ser viável uma vez que o custo envolvido com a aplicação desta técnica é justificado pelo alto valor agregado do produto. / Glicose-fructose oxidoreductase (GFOR) and glicono-d-lactonase (GL) enzymes are present in Zymomonas mobilis bacteria cells. These enzymes are capable to catalyze lactobionic acid (AL) formation (or formation of its correspondent salts) together with sorbitol from lactose and fructose. Lactobionic acid and sodium lactobionate have important applications in medical area and cosmetic industry. GFOR and GL enzymes present higher activity at pH 6.4, thus being necessary correction of pH medium during AL formation process, in order to maintain pH around 6.4. Lactobionic acid separation using electrodialysis is possible since this acid is the only ionic component in bioconversion. Extraction of AL simultaneously to its formation could be advantageous since addition of alkali to the reaction medium would be unnecessary, besides optimizing and making less expensive the purification process. This work aims to evaluate the technical viability by utilizy electrodialysis (ED) technique as an alternative to separate lactobionic acid, from solutions containing lactose, fructose, and sorbitol, produced by biotechnological processes catalyzed by GFOR and GL of Z. mobilis. Ionics® membranes were used in this study, with AR204-SZRA specification for anion exchange membrane and CR67-HMP specification for cation exchange membrane, with 11cm² of permeating area for each one. Experiments were performed in a three-compartment ED stack with 120mL of volume each. Intermediate compartment received feed solution or bioconversion medium containing lactobionic acid, whilst anodic and cathodic compartments contained a sodium chloride solution (20gL-1). Electrolytes passage through the membrane was indirectly observed by measuring conductivity in the intermediate compartment. Lactobionic acid concentration, as well as concentration of other substances present in bioconversion medium, was determined by high performance liquid chromatography (HPLC). When using a constant current density, the applied voltage presented variation along the time. Thus, in order to avoid excessive increase of voltage and consequently an increase of electrical resistance of the system - that would result in concentration polarization - it was chosen to operate the system with a constant voltage. The best condition for the system was determined combining different voltages (5, 15, 30 ad 60V) with different lactobionic acid concentrations (1, 5, 10, 20 and 30gL-1). From lactobionic acid recovery results, maximum conductivity decreasing velocity, and apparent resistance of the system, the best voltage for the system operation was determined as 15V. Under this condition, crystallized lactobionic acid (ALC) recovery from a 20gL-1 standard solution was 38.7% in a 250min experiment. When compared to a standard solution containing all bioconversion components (lactose, fructose and sorbitol) the recovery was affected due to the presence of non-ionic substances, thus ALC recovery efficiency decreased to 16.2%. The same behavior was observed when the test was performed using a real diluted bioconversion medium, previously treated by micro-filtration for removal of impurities. Under these conditions, recovery was 14%. Despite relatively low efficiency due to the limitations of ED system used, the results of lactobionic acid permeation can be considered satisfactory. Higher recovery efficiencies could be obtained by increasing permeating area, either increasing membrane area or increasing the number of compartments in electrodialysis stack. The results suggest that lactobionic acid recovery using electrodialysis simultaneously to the biotechnological process of production can be feasible, since the costs involved with the application of this technique are justified by the added value of the product.

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería Mención Química / Memoría para optar al título de Ingeniero Civil en Biotecnología / La matriz productiva chilena se basa principalmente en la explotación y exportación de recursos naturales con bajo valor agregado, situación que hasta la fecha no ha sido revertida a pesar de las ya diagnosticadas y conocidas desventajas que esto significa para el desarrollo. La aplicación de la biotecnología se ha proyectado como una alternativa para aportar en la sofisticación y diversificación tecnológica de la economía nacional, lo cual también favorece la transición hacia un modelo de desarrollo más sostenible. Sin embargo, el potencial de la biotecnología nacional no ha sido aprovechado a pesar de contar con aplicaciones pertinentes a todos los sectores económicos estratégicos del país. Por esta razón, este estudio busca aportar en la identificación de las principales brechas que han limitado su desarrollo y proponer líneas de acción para superarlas. El Sistema de Innovación Biotecnológico (SIB) nacional, es decir, el conjunto de instituciones, actores, redes y aplicaciones que delimitan el desarrollo de la disciplina, consiste en alrededor de 256 entidades del sector privado y la sociedad civil junto a 8 instituciones públicas distribuidas en 5 ministerios. Este creciente número de entidades se concentra principalmente en la Región Metropolitana, seguida por las regiones de Valparaíso y la del Biobío. Su desarrollo se distribuye actualmente entre la biomedicina (39%), recursos naturales (34%) y su aplicación industrial (26%). Su desarrollo ha sido impulsado principalmente por el Estado de Chile a través de programas, subsidios y un marco normativo inicial que permitió crear el ecosistema biotecnológico actual, creando consorcios tecnológicos asociados a los sectores estratégicos y con la emergencia de nuevos actores, quienes se han enfocado más hacia la biomedicina con el paso del tiempo. Esto ha permitido adquirir experiencia por medio del emprendimiento y la creación de conocimiento. Sin embargo, no ha logrado tener resultados relevantes en el mercado. Las principales debilidades del SIB son el alto grado de atomización, centralización y la ausencia de un espacio articulador y representativo que permita que el ecosistema se comprenda a sí mismo, que se fortalezca a través de la colaboración y traspaso de aprendizajes entre sus distintos actores y que sea capaz de presionar a las autoridades para impulsar con mayor intensidad su desarrollo. Por otro lado, la perseverancia de las mismas lógicas de crecimiento económico, la baja inversión pública y privada en I+D, el excesivo enfoque neutral para la asignación de recursos orientados a la investigación y al fomento de la producción, junto a la débil institucionalidad medioambiental y de ciencia, tecnología e innovación han perjudicado el desarrollo exitoso del SIB. Además, el alto nivel de desinformación de la ciudadanía en estos temas dificulta la legitimidad de la biotecnología. Se proponen una serie de líneas de acción que buscan superar estas brechas, las cuales fueron analizadas con el caso de retomar la producción local de vacunas en Chile. Este análisis sirve como un primer esfuerzo por ratificar la efectividad del marco teórico utilizado y de los resultados encontrados, los cuales se pueden utilizar como una guía para la elaboración de políticas públicas enfocadas en el desarrollo estratégico de la biotecnología nacional.

El presente trabajo de investigación propone el desarrollo de un Modelo Híbrido de Dirección para proyectos Biotecnológicos para la StartUp Biodynamols; la propuesta del modelo se basa en la necesidad de la empresa de gestionar los proyectos de una forma óptima, ya que al tratarse de proyectos de investigación, estos contienen un alto grado de incertidumbre en las fases iniciales, y procesos específicos y planificados en las etapas finales del proyecto. De igual forma los proyectos biotecnológicos en el Perú, en su mayoría, se quedan en fases iniciales, no teniendo una estructura que les permita una escalabilidad hacia etapas de comercialización. Considerando estos aspectos, tanto la falta de un modelo específico para este tipo de proyectos y la necesidad de escalar los proyectos mediante una estructura, se plantea la creación del Modelo Híbrido, el cual integra el enfoque adaptativo para el desarrollo de las fases iniciales y el enfoque predictivo para las fases finales del mismo. En el desarrollo de las siguientes secciones se establecerán los procesos requeridos para ambos enfoques al igual que las entradas, herramientas y técnicas y salidas de cada uno de los procesos identificados. / This research paper proposes the development of a Hybrid Management Model for Biotechnological projects for StartUp Biodynamols; The proposal of the model is based on the need of the company to manage the projects in an optimal way, since they are research projects, they contain a high degree of uncertainty in the initial phases and specific and planned processes in the final stages of the project. In the same way, biotechnological projects in Peru, for the most part, remain in the initial phases, not having a structure that allows them to be scalable towards commercialization stages. Considering these aspects, both the lack of a specific model for this type of projects and the need to scale the projects through a structure, the creation of the Hybrid Model is proposed, which integrates the adaptive approach for the development of the initial phases and the Predictive approach to the final phases of it. In the development of the following sections, the processes required for both approaches will be established, as well as the inputs, tools and techniques and outputs of each of the processes identified. / Trabajo de investigación

A bacia do rio Tietê, é a maior região hidrográfica do Estado de São Paulo e possui biodiversidade pouco explorada. Actinomicetos são produtores de moléculas bioativas e são descritas em ambientes aquáticos. O objetivo deste estudo foi caracterizar e identificar actinomicetos isolados da água e sedimento da bacia do rio Tietê. Nove actinomicetos foram isoladas: 6 do gênero Streptomyces e 3 do gênero Micromonospora. Três dos isolados pertencem a novas espécies. Os demais isolados foram identificados como S. bingchenggensis, S. lavendulae, S. humi e S. gancidicus; M. sediminicula e M. tulbaghiae. Todos as linhagens foram capazes de hidrolisar ao menos um dos substratos lignocelulósicos testados. Todos os isolados do gênero Streptomyces apresentaram atividade antifúngica. Com exceção de 2 isolados, todos os isolados apresentaram atividade antibacteriana, inclusive contra bactérias multiresistentes a antibióticos. Os genomas dos isolados foram anotados por RAST e antiSMASH, e apresentaram clusters de PKS do tipo I, II e III, sideróforos, terpenos, NRPS, ectoínas, fenazinas, lantipeptídeos, butirolactonas e bacteriocinas. Todos os isolados deste estudo apresentaram grande potencial biotecnológico, comprovado in silico e in vitro. / The Tietê river basin is the largest hydrographic region of São Paulo and its biodiversity is underexplored. Actinomycetes are known to bioactive molecules, and are described in aquatic environments. The aim of this study was to characterize and identify actinomycetes isolated from water and sediment from the Tietê river basin. Nine strains of actinomycetes were isolated: 6 Streptomyces strains and 3 Micromonospora strains. Three isolates are new species of actinomycetes. The remaining isolates were identified as S. bingchenggensis, S. lavendulae, S. humi and S. gancidicus; M. sediminicula and M. tulbaghiae. All strains could hydrolyse at least one of the lignocellulosic substrates tested. All Streptomyces showed antifungal activity. Except for two strains, all isolates showed antibacterial activity, including against multiresistant bacteria. The genomes of all isolates were annotated by RAST and antiSMASH and showed clusters of: type I, II and III PKS, siderophores, terpenes, NRPS, ectoins, phenazines, lantipeptides, butyrolactones and bacteriocins. All isolates in this study showed a high biotechnological potential, proved by in silico and in vitro methods.

O Brasil é o segundo maior produtor mundial de soja. Novas tecnologias que possibilitem um aumento na produção desse grão, sem causar impactos no ecossistema, são de grande interesse ambiental, social e econômico. Com objetivo de desenvolver um pacote biotecnológico foram realizados quatro grupos de estudos. Em ensaios in vitro e in vivo foram selecionados, um rizóbio (Ensifer fredii) e duas bactérias promotoras de crescimento vegetal (Pseudomonas fluorescens e Paenibacillus edaphicus) para serem co-inoculadas em sementes de soja. Por meio de estudos em casa-de-vegetação foram desenvolvidas duas tecnologias aplicadas ao inoculante contendo o rizóbio ( fatores Nod e cobamamida), que foram avaliados em conjunto (pacote biotecnológico) em campo de cultivo de soja, que mostrou-se capaz de aumentar a nodulação, o desenvolvimento da planta e rendimento dos grãos dessa leguminosa. / Brazil is the worlds second largest producer of soybean. New technologies that increase the production of this grain, without causing environmental impacts, they are of great enviromental, social and economic importance. In order to develop a biotechnological package it was conducted four study groups. Using in vitro and in vivo assays were selected, one rhizobium (Ensifer fredii) and two plant growth promoters bacterias (Pseudomonas fluorescens e Paenibacillus edaphicus) to b eco-inoculated in soybean seeds. Through studies in greenhouses, two technologies applied to agricultural inoculant have been developed (Nod factors and cobamamide), which were evaluated together (biotecnhological package) in soybean crop field, wich proved capable to increase nodulation, plant growth and yield grain of this legume.

O Brasil é o segundo maior produtor mundial de soja. Novas tecnologias que possibilitem um aumento na produção desse grão, sem causar impactos no ecossistema, são de grande interesse ambiental, social e econômico. Com objetivo de desenvolver um pacote biotecnológico foram realizados quatro grupos de estudos. Em ensaios in vitro e in vivo foram selecionados, um rizóbio (Ensifer fredii) e duas bactérias promotoras de crescimento vegetal (Pseudomonas fluorescens e Paenibacillus edaphicus) para serem co-inoculadas em sementes de soja. Por meio de estudos em casa-de-vegetação foram desenvolvidas duas tecnologias aplicadas ao inoculante contendo o rizóbio ( fatores Nod e cobamamida), que foram avaliados em conjunto (pacote biotecnológico) em campo de cultivo de soja, que mostrou-se capaz de aumentar a nodulação, o desenvolvimento da planta e rendimento dos grãos dessa leguminosa. / Brazil is the worlds second largest producer of soybean. New technologies that increase the production of this grain, without causing environmental impacts, they are of great enviromental, social and economic importance. In order to develop a biotechnological package it was conducted four study groups. Using in vitro and in vivo assays were selected, one rhizobium (Ensifer fredii) and two plant growth promoters bacterias (Pseudomonas fluorescens e Paenibacillus edaphicus) to b eco-inoculated in soybean seeds. Through studies in greenhouses, two technologies applied to agricultural inoculant have been developed (Nod factors and cobamamide), which were evaluated together (biotecnhological package) in soybean crop field, wich proved capable to increase nodulation, plant growth and yield grain of this legume.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-01-26T13:50:02Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_CorrelacaoMetalobicaFungos.pdf: 2029628 bytes, checksum: 8feab0d533f4d04b3afb09538d403b20 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-01-27T13:25:47Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_CorrelacaoMetalobicaFungos.pdf: 2029628 bytes, checksum: 8feab0d533f4d04b3afb09538d403b20 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-27T13:25:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_CorrelacaoMetalobicaFungos.pdf: 2029628 bytes, checksum: 8feab0d533f4d04b3afb09538d403b20 (MD5) Previous issue date: 2016-06-30 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os fungos endofíticos são uma fonte promissora de metabólitos secundários com aplicações biotecnológicas. Esses micro-organismos habitam o interior dos tecidos vegetais sem causar nenhum dano ao hospedeiro e como fruto dessa interação podem produzir algumas das substâncias sintetizadas pelas plantas hospedeiras. Neste contexto o uso de fungos endofíticos como fonte de biomoléculas em substituição as de planta representa vantagens econômicas e ambientais. Espécies da família Amaryllidaceae produzem alcaloides e outros metabólitos com atividades biológicas. Entre estas espécies destacam-se Crinum americanum L. E Hymenocallis littoralis (Jacq.) Salisb. No entanto, não há dados sobre fungos endofíticos de espécies da família. Diante dos exposto o objetivo deste trabalho foi investigar o potencial biotecnológico de fungos endofíticos de C. americanum e H. littoralis em comparação com as plantas hospedeiras e estudar a interação entre endofíticos e a planta hospedeira. Como resultados foram isolados 94 fungos endofíticos das duas espécies de Amaryllidaceae investigadas, dos quais 49 foram identificados e pertencem aos gêneros Colettotrichum, Acremonium, Trichoderma e Fusarium. Constatou-se que do total das linhagens analisadas 56 apresentaram lipídios em seus extratos, 21 cumarinas, 29 anronas e 2 apresentaram alcaloides. Foram selecionadas 12 linhagens de fungos endofíticos que apresentaram os melhores resultados na detecção de classes de metabólitos e os extratos foram analisados por Cromatografia em Camada Delgada e por Cromatografia Gasosa acoplada a Espectrometria de Massas em comparação com os extratos metanólicos das plantas hospedeiras. Constatou-se a correlação ente as classes de metabólitos detectados nos extratos dos fungos endofíticos e das plantas hospedeiras, indicando que estes micro-organismos são capazes de produzir algumas das mesmas substâncias que as plantas hospedeiras e a avaliação da atividade antimicrobiana destacou alguns extratos com atividade contra Candida parapsilosis. O extrato metanólico das folhas de H. littoralis e do fungo endofítico MIBA 0796 apresentaram os resultados mais relevantes com percentual de inibição acima de 60% contra a levedura. Com o estudo da interação entre fungos endofíticos de C. americanum e a planta hospedeira pode-se constatar que os micro-organismos ocorrem no interior das células vegetais e em condições favoráveis se desenvolveram e ocuparam também os espaços intercelulares. Esta localização dos endofíticos nos tecidos vegetais pode facilitar a troca de material genético entre o vegetal e os micro-organismos o que explicaria a correlação metabólica constatada nesta pesquisa. / The endophytic fungi are a promising source of secondary metabolites with biotechnological applications. These microorganisms inhabit the interior of plant tissues without causing any damage to the host and as a result of this interaction can produce some of the substances synthesized by the host plant. In this context the use of endophytic fungi as a source of biomolecules in the replacement of plant represents economic and environmental advantages. Species in the Amaryllidaceae family produce alkaloids and other metabolites with biological activities. Among these species include Crinum americanum L. and Hymenocallis littoralis (Jacq.) Salisb. However, no data on endophytic fungi from species of the family were found. In the view of the above stated the aim of this work was to scrutinize the biotechnological potential of endophytes of C. americanum and H. littoralis as compared to host plants and to study the interactions between endophytes and host plant. As results 94 endophytic fungi were isolated from two species of the investigated Amaryllidaceae, of which 49 were identified and belonging to the Colettotrichum class, Acremonium, Trichoderma and Fusarium. It was noted that of the total strains tested 56 showed lipids in its extracts, 21coumarins, 29 anthrones and 2 showed alkaloids. 12 strains of endophytic fungi were selected which presented the best results in the detection of classes of metabolites and the extracts were analyzed by Thin-layer chromatography and by Gas chromatography-mass spectrometry in comparison with the methanolic extracts of host plants. It was noted the correlation between the classes of metabolites detected in extracts of the endophytic fungi and host plants, indicating that these micro-organisms are able to produce some of the same substances that the host plants and the assessment of antimicrobial activity highlighted some extracts with activity against Candida parapsilosis. The methanolic extract of leaves of H. littoralis and endophytic fungus MIBA 0796 presented the most relevant outcomes with percentage of inhibition above 60% against yeast. With the study of the interaction between C. americanum endophytes and the host plant it can observe that microorganisms act within the plant cells and in favorable conditions develop and occupy intercellular spaces as well. This location of the Endophytes in plant tissues may facilitate the exchange of genetic material between plants and microorganisms explaining how metabolic correlation found in this research.

As cianobactérias caracterizam-se como o grupo de micro-organismos fotoautotrófico mais abundante encontrado nas regiões polares. Representantes deste grupo realizam a fotossíntese oxigênica e também podem fixar o nitrogênio atmosférico. A maioria dos levantamentos da comunidade de cianobactérias na Antártica tem sido realizada apenas por meio de observações microscópicas de amostras ambientais. O isolamento de linhagens e consequentes estudos fisiológicos, bem como, análises independentes de cultivo ainda são escassos. Neste estudo a comunidade de cianobactérias de duas ilhas oceânicas da Antártica foi investigada utilizando abordagens moleculares dependentes e independentes de cultivo. O papel ecológico das cianobactérias como fornecedoras de formas assimiláveis de nitrogênio e o potencial genético para biossíntese de produtos naturais também foi avaliado. Sessenta e oito linhagens de cianobactérias foram isoladas a partir de diferentes substratos coletados. Elas pertencem às ordens Chroococcales, Pseudanabaenales, Oscillatoriales e Nostocales, famílias Xenococcaceae, Dermocarpellaceae, Pseudanabaenaceae, Oscillatoriaceae, Nostocaceae, Microchaetaceae e Rivulariaceae. Análises filogenéticas baseadas nas sequências de RNAr 16S dessas cianobactérias revelou a existência de agrupamentos: formado exclusivamente por sequência de linhagem isolada nesse trabalho; composto por sequências antárticas oriundas desse e de outros trabalhos desenvolvidos em outras regiões antárticas; e por sequências originárias de diversas regiões do mundo. Quarenta e uma linhagens apresentaram fragmento do gene nifH, responsável pela codificação do complexo enzimático da nitrogenase, o qual está envolvido na fixação biológica do nitrogênio (FBN). Formas unicelulares (Chroococcales), homocitadas (Pseudanabaenales e Oscillatoriales) e heterocitadas (Nostocales) apresentaram potencial genético para realização da FBN, e 18 delas foram submetidas aos testes de redução de acetileno (ARA) com alta sensibilidade de detecção. Todas as linhagens testadas exibiram alguma atividade em resposta a diferentes concentrações de oxigênio e/ou a luminosidade em diferentes condições de temperatura. Filogeneticamente, as sequências do gene nifH apresentaram três padrões distintos de agrupamento, o que pode estar relacionado aos eventos evolutivos envolvidos na distribuição e ou manutenção deste gene. A presença de genes e ou regiões intergênicas evidenciaram o elevado potencial genético dessas linhagens para sintetizar produtos naturais com interesse biotecnológico. A abundância no número de cópias do gene nifH relacionado às cianobactérias nas amostras de biofilme reforça a importância desse grupo de microorganismos como fornecedor de formas reduzidas de N para o ambiente antártico. A análise da comunidade de cianobactérias por meio do sequenciamento do RNAr 16S de DNA metagenômico evidenciou predominância de UTOs relacionadas às ordens Nostocales, Oscillatoriales e Pseudanabaenales, famílias Pseudanabaenaceae, Phormidiaceae, Nostocaceae e Rivulariaceae. A árvore filogenética contendo as sequências de cianobactérias cultivadas e não-cultivadas mostrou que somente parte da comunidade presente em biofilmes foi acessada por isolamento, indicando a complementariedade entre as duas abordagens utilizadas na análise da comunidade de cianobactérias / Cyanobacteria are characterized as the most abundant group of photoautotrophic microorganisms found in the polar regions. Members of this group perform oxygenic photosynthesis and many of them can also fix atmospheric nitrogen. Investigations on the cyanobacterial community have been made mainly applying microscopic observations of environmental samples. Cyanobacterial isolation, physiological studies and cultureindependent analyses are scarce. In this study the cyanobacterial community from two oceanic islands in Antarctica was investigated using culture-dependent and independent approaches. Also, the ecological role of this group of microorganisms as nitrogen-fixing organisms and the genetic potential for biosynthesis of natural products were evaluated. Sixty-eight cyanobacterial strains were isolated from different environmental samples. They belong to the orders Chroococcales, Pseudanabaenales, Oscillatoriales and Nostocales, families Xenococcaceae, Dermocarpellaceae, Pseudanabaenaceae, Oscillatoriaceae, Nostocaceae, Microchaetaceae and Rivulariaceae. Phylogenetic analyses based on 16S rRNA sequences of these cyanobacteria revealed the existence of groups: exclusively formed by sequence of strain isolated in this work; intermixed sequences from this and other studies developed in other Antarctic regions; and sequences originated from different regions of the world. Fortyone cultured strains possess the nifH gene fragment encoding the nitrogenase enzyme complex, which is related to the biological nitrogen fixation (BNF). Unicellular (Chroococcales), homocytous (Pseudanabaenales and Oscillatoriales) and heterocytous forms (Nostocales) showed genetic potential for BNF, and 18 of them were subjected to acetylene reduction assay (ARA) coupled with a sensitive laser photoacoustic ethylene detector. All strains tested exhibited some nitrogenase activity in response to different concentrations of oxygen and or irradiance under different temperature conditions. Phylogenetically, the nifH gene sequences showed three distinct grouping patterns that may be related to the evolutionary events involved in the distribution and or maintenance of this gene. The presence of genes and or intergenic regions in these cyanobacterial strains underscores the genetic potential of them to synthesize natural products with biotechnological interest.The abundance of nifH gene copies related to cyanobacteria in biofilm samples highlights the importance of this group of microorganisms as suppliers of N reduced forms for Antarctic environment. The analysis of the cyanobacteria community revealed by 16S rRNA sequencing of metagenomic DNA showed a predominance of OTUs related to orders Nostocales, Oscillatoriales and Pseudanabaenales, families Pseudanabaenaceae, Phormidiaceae, Nostocaceae and Rivulariaceae. The phylogenetic tree containing Antarctic sequences from cultivated and uncultivated cyanobacteria showed that only part of this community in biofilms has been accessed by isolation, indicating the complementarity between the two approaches used in the analysis of cyanobacterial community