O presente trabalho avaliou a recalcitrância de diferentes regiões do entrenó de plantas de cana-de-açúcar que apresentavam teores contrastantes de lignina total. As amostras com baixo teor de lignina corresponderam aos híbridos experimentais denominados de H58 e H89, com 18,6% e 16,8% de lignina, respectivamente. As amostras com elevado teor de lignina corresponderam ao híbrido H140 e a um cultivar comercial (CR), com 21,5% e 24,5% de lignina, respectivamente. De cada cana foram obtidas quatro regiões distintas dos entrenós: medula, interface medula-córtex, córtex e fração externa (epiderme mais córtex periférico). Cada uma das amostras foi submetida à hidrólise enzimática com celulases comerciais. Os resultados mostraram uma maior conversão de celulose e hemicelulose na região da medula (celulose: 86%, 78%, 85% e 50%; xilanas: 50%, 36%, 31% e 30% após 72h, para CR, H58, H89 e H140, respectivamente). O córtex e a fração externa foram as regiões mais recalcitrantes, já que as conversões de celulose e xilanas atingiu somente 10% a 38% no córtex e 6% a 10% na fração externa. Embora seja pouco recalcitrante, a medula representou menos do que 10% do volume e da massa do entrenó. Em contraste, o córtex representou 49% do volume do entrenó e 48% a 63% da massa, dependendo do híbrido estudado. A região medular também mostrou a predominância de glucanas (41% - 55%) e menor teor de hemiceluloses (16,8% - 20,5%; exceto H140) e lignina total (12,6% - 18,5%) em relação às demais frações. A determinação de ácidos hidroxicinâmicos nas amostras indicou a predominância de ligações destes ácidos na forma de éster com a hemicelulose e simultaneamente éter com a lignina, independentemente da fração de cana avaliada. Dentre os híbridos, o H89 e o H140 se destacaram por sua baixa e alta recalcitrância, respectivamente. Nas análises microscópicas, o número de feixes vasculares por área foi maior na região do córtex (13 a 22 feixes por 16 mm2) quando comparada com outras regiões, enquanto a fração externa apresentou apenas fibras. A medula se mostrou preenchida, em sua maior parte, por células do parênquima, contendo menos feixes vasculares (5 a 8 feixes por 16 mm2). Dentre os híbridos, o H140 foi o que apresentou menos feixes por área, porém com os maiores diâmetros (entre 390 e 583 ?m, dependendo da região). A presença de feixes vasculares mostrou ser muito importante para explicar a recalcitrância das amostras. Dentre os estudos de correlação realizados, foi possível notar que a recalcitrância das canas estudadas pode ser relacionada não apenas com o teor de lignina total, mas também com a densidade do material, a disponibilidade de celulose e a extensão dos feixes vasculares por área. / This study evaluated the recalcitrance of different regions of the internodes of sugarcane plants which presented contrasting lignin contents. Samples with low lignin content corresponded to the experimental hybrids termed H58 and H89, each one with 18,6% and 16,8% of lignin, respectively. The samples with high lignin content corresponded to the hybrid H140 and a commercial variety of sugarcane (CR), with 21,5% and 24,5%, respectively. Different fractions of the internodes were obtained from each plant: pith, pith-rind interface, rind and outermost rind (epidermis plus peripheral rind). Each sample was submitted to enzymatic hydrolysis with commercial cellulases. Results showed a higher conversion of cellulose and hemicellulose in the pith (cellulose: 86%, 78%, 85% and 50%, xylan: 50%, 36%, 31% and 30% after 72 hours for CR, H58, H89 and H140, respectively). Rind and outermost rind were the most recalcitrant regions, since the cellulose and xylan conversions reached only 10% to 38% in rind and 6% to 10% in the outermost rind. Despite its low recalcitrance, the pith region represented less than 10% of the volume and the dry mass of the internode. In contrast, the rind represented 49% of the internode volume and 48% to 63% of the dry mass, depending on the evaluated hybrid. The pith region also showed the predominance of glucan (41% - 55%) and the lowest contents of hemicellulose (16.8% - 20.5%, except for H140) and total lignin (12.6% - 18.5%). From the hydroxycinnamic acids determination, it was found that these acids were mostly linked to hemicellulose as esters and, simultaneously, to lignin as ether, regardless which fraction was analyzed. Among the hybrids, H89 and H140 stood out for its low and high recalcitrance, respectively. In microscopic analysis, the number of vascular bundles per area was greater in the rind region (13 to 22 bundles per 16 mm2) when compared to other regions, meanwhile the outermost rind showed only fiber cells. The pith showed itself occupied mostly by parenchyma cells, containing less vascular bundles (5 to 8 bundles per 16 mm2). Among the hybrids, H140 showed the smallest number of vascular bundles per area, but with the largest diameters (between 390 and 583 ?m, depending on the region type). The presence of the vascular bundles was found to be very important in order to explain the recalcitrance of the samples. Among the correlation analysis performed, it was noticeable that the recalcitrance of the studied sugarcanes could be related, not only to the total lignin content, but also to the biomass density, the cellulose availability and the extent of vascular bundles per area.

Made available in DSpace on 2015-04-11T13:55:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cassiane Minelli.pdf: 1637307 bytes, checksum: b5227c9445b1a0b3f8dcc8fcef9bcfd3 (MD5) Previous issue date: 2013-06-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / One of the biggest successes of Brazilian agriculture is the Pro-Alcohol, whose base of support is the culture of sugar cane, which leaves a lapse of activity in the offseason. In view of this, several alchool industries have been investing in other cultures, where the starch is the primary source for the alcohol production. The pursuit of amylase in thermotolerant Bacillus sp. And rhizobia from Amazonian soils is a strategy to be used for the bio-industries to reduce or stop importing them. Mutation was made from two Bacillus sp. containing amylases by exposure to ultraviolet light. Also tested were 40 strains of rhizobia for the presence of thermophilic amylases. Enzyme assays were performed to check for amylase activity at different temperatures, times, pHs, thermal shock and thermal stability. The Bacillus sp. ITAAM 023M mutant showed higher amylolyse than mutant ITAAM 010M. The amylases of the two Bacillus sp mutants and rhizobias proved quite diverse as their characteristics, indicating they are different from each other. The temperature with higher amylase activity of the mutants ITAAM 010M and ITAAM 023M was 100 ˚C. Amylase from the mutant ITAAM 010M showed greater activity in pH 4.5, and from the ITAAM 023M at pH 7.5. Their amylases showed high sensitivity to thermal shock. Amylase from mutant ITAAM 010M showed high thermostability at temperature of 90 ˚C. The amylase from ITAAM 023M, at a temperature of 80˚C. The highest activity shown by ITAAM 010M amylase was 1.6 U / ml and the ITAAM 023M, 1.5 U / mL. From the 40 rhizobia, 17 grew well in culture medium containing starch, 19 produced amylolytic halo, and 11 proved to be thermophiles. Rhizobia INPA INPA R001 and INPA R020 showed the highest rates of amylolyse. Their amylase showed greater activity at 90˚C. Amylase of INPA R001 showed higher activity at 100˚C, and from INPA R020, 30˚C. Amylase from INPA R001 showed greater activity at pH 4.5 and from INPA R020, at pH 7.5. Their amylases showed high sensitivity to thermal shock. Amylase from INPA R020 showed higher thermostability at 90 °C and from INPA R001 at 100˚C. The higher activity shown by amylase of rhizobia INPA R001 was 1.6 U/mL, and from INPA R020, 7.5 U/mL / Um dos maiores sucessos da agricultura brasileira é o Pró-Álcool, cuja base de sustentação é a cultura da cana-de-açúcar, que deixa um lapso de atividade na entressafra. Em vista disso, diversas usinas vêm investindo em outras culturas, onde o amido é a fonte primária para a produção do álcool. A busca de amilases termotolerantes em Bacillus sp. e em rizóbios de solos da Amazônia é uma estratégia a ser usada para que as bioindústrias reduzam ou parem de importá-las. Foi feita a mutação de dois Bacillus sp. contendo amilases com exposição à luz ultravioleta. Foram testadas também, 40 estirpes de rizóbio quanto à presença de amilases termotolerantes. Foram feitos ensaios enzimáticos para a verificação de atividade amilolítica em diferentes temperaturas, tempos, pHs, choque térmico e termoestabilidade. O mutante de Bacillus sp. ITAAM 023M mostrou maior índice de amilolise do que o ITAAM 010M. As amilases dos dois mutantes de Bacillus sp e dos rizóbios mostraram-se bem diversificadas quanto às suas características, indicando serem diferentes umas das outras. A temperatura com maior atividade das amilases dos mutantes ITAAM 010M e ITAAM 023M foi 100˚C. A amilase do mutante ITAAM 010M mostrou maior atividade em 4,5, e a do ITAAM 023M em pH 7,5. Suas amilases mostraram alta sensibilidade ao choque térmico. A amilase do mutante ITAAM 010M mostrou maior termoestabilidade na temperatura de 90˚C. A do ITAAM 023M, na temperatura de 80˚C. A maior atividade mostrada pela amilase do ITAAM 010M foi de 1,6 U/mL e a do ITAAM 023M, 1,5 U/mL. Dos 40 rizóbios, 17 cresceram bem em meio de cultura contendo amido, 19 produziram halo amilolítico e 11 se mostraram termofílicos. Os rizóbios INPA R001 e INPA R020 mostraram os maiores índices de amilolise. Suas amilases mostraram maior atividade a 90˚C. A amilase do INPA R001 mostrou maior atividade a 100˚C, e a do INPA R020 a 30˚C. A amilase do INPA R001 mostrou maior atividade no pH 4,5 e a do INPA R020 no pH 7,5. Suas amilases mostraram alta sensibilidade ao choque térmico. A amilase do INPA R020 mostrou maior termoestabilidade a 90ºC e a do INPA R001 a 100˚C. A maior atividade amilolítica mostrada pela amilase do rizóbio INPA R001 foi de 1,6 U/mL e a do rizóbio INPA R020, 7,5 U/mL

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2016-10-05T10:38:29Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Enio Saraiva Soares - 2016.pdf: 2392510 bytes, checksum: 37b84e9c9bc76eaf406e92f41d3828bb (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-10-05T10:58:52Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Enio Saraiva Soares - 2016.pdf: 2392510 bytes, checksum: 37b84e9c9bc76eaf406e92f41d3828bb (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-05T10:58:52Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Enio Saraiva Soares - 2016.pdf: 2392510 bytes, checksum: 37b84e9c9bc76eaf406e92f41d3828bb (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-04-29 / Currently there are different approaches to synthesize and discover new compounds, but the pursuit of these products on biodiversity is still advantageous. In bioprospecting microorganisms, which often are seeking their properties that can be exploited in biotechnology products. This is the case of chitinases, enzymes that degrade chitin. Chitinases (EC 3.2.1.29) are glycosyl hydrolases type enzymes that specifically cleave β-1,4 bonds between N-acetylglucosamines units of chitin with sizes ranging from 20 kDa to 90 kDa. The main producers of chitinase are the bodies that have chitin in their cell wall or exoskeleton, such as insects, crustaceans, fungi, algae, among others. This study aimed to select and identify producing bacteria chitinase in soil samples from different coastal regions of southern Brazil. Seventeen soil samples, collected close to fishing for shellfish waste disposal sites, were prepared and seeded in four minimum culture medium containing colloidal chitin as the sole source of carbon and energy, incubated and the colonies were isolated and purified. After yielded a total of thirteen isolates that were submitted to enzymatic index test, stressed that four isolates. The four isolated genomic DNA was extracted, amplified and purified, and sequenced region encoding 16S rRNA of these organisms. Bacteria were then pooled and identified by construction of a phylogenetic tree. The results showed the presence of the species Paenibacillus illinoisensis and Paenibacillus chitinolyticus and two members of the genus Bacillus. Future studies may indicate the possibility of its use as a source of genes for biotechnological applications such as the production of new biopesticides. / Existem atualmente diferentes abordagens para se sintetizar e descobrir novos compostos, mas a busca desses produtos na biodiversidade ainda é vantajosa. Na bioprospecção de microrganismos, o que muitas vezes se busca são as suas propriedades que possam ser aproveitadas em produtos biotecnológicos. Esse é o caso das quitinases, enzimas capazes de degradar a quitina. As quitinases (EC 3.2.1.29) são enzimas do tipo glicosilhidrolases, com tamanhos que variam de 20 kDa até 90 kDa, que clivam especificamente as ligações β-1,4 entre unidades de N-acetilglicosaminas da quitina. Os principais produtores de quitinases são os organismos que possuem quitina no seu exoesqueleto ou parede celular, como insetos, crustáceos, fungos, algas, bactérias entre outros. O presente estudo teve como objetivo selecionar e identificar bactérias produtoras de quitinases em amostras de solos de diferentes locais litorâneos da região Sul do Brasil. Dezessete amostras de solo, coletadas próximo a locais de descarte de resíduos de crustáceos por pescadores, foram preparadas e semeadas em meio de cultura mínimo contendo quitina coloidal como única fonte de carbono e energia, incubadas e as colônias foram isoladas e purificadas. Ao fim obteve-se um total de treze isolados de bactérias, que foram submetidas ao teste de índice enzimático, que destacou desses quatro isolados. O DNA genômico de quatro isolados foi extraído, amplificado e purificado, sendo sequenciada a região codificadora do gene 16S rRNA destes microrganismos. As bactérias foram então agrupadas e identificadas pela construção de uma árvore filogenética. Os resultados mostraram a presença das espécies Paenibacillus illinoisensis e Paenibacillus chitinolyticus além de dois membros do gênero Bacillus. Estudos futuros poderão indicar a possibilidade de seu uso como fonte de genes para aplicação biotecnológica, como a produção de novos bioinseticidas.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-10-06T10:55:44Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Aline Rodrigues Gama - 2016.pdf: 2281415 bytes, checksum: a79af0203dd2a1cfd381c59e3e9d6d7b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-10-06T11:22:35Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Aline Rodrigues Gama - 2016.pdf: 2281415 bytes, checksum: a79af0203dd2a1cfd381c59e3e9d6d7b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-06T11:22:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Aline Rodrigues Gama - 2016.pdf: 2281415 bytes, checksum: a79af0203dd2a1cfd381c59e3e9d6d7b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-09-14 / The use of carbohydrates derived from agricultural waste is important in the industry of food, textiles, paper, detergents, animal feed and in the production of bioethanol. Some filamentous bacteria are used in the enzymatic degradation processes, such as Streptomyces thermocerradoensis I3, which was isolated from soil and this work was selected for the production of cellulases and xylanases by growing in semi-solid fermentation (SSF) in medium supplemented with wheat bran (WB) as carbon source. S. thermocerradoensis I3 it was maintained for 4 days at 37 ° C and showed a higher production of Endoglucanase (2,92 U/mL) and Xylanase (12,34 U/mL) after 72 hours of cultivation and β-glucosidase (0,023 U/mL) and FPase (2,82 U/mL) after 96 hours of cultivation. The 96-hour extract was concentrated. The enzyme present in the concentrated extract presented molecular mass of 17 kDa. It showed activity for cellulase and xylanases confirmed by zimograms and enzymatic activities. The crude extract (EB) and the concentrated extract (EC) were analyzed for pH and temperature optima for activity of cellulases and xylanases. The results showed that the highest activity of the total cellulase (FPase) was at pH 6.0 at 60 °C (EB) and pH in the range 3.0 to 6.0 at 80 °C (EC); the endoglucanase has higher activity at pH 6.0 at 55 °C (EB and EC); xylanase showed higher activity at pH 8.0 at 70 °C (EB and EC). The xylanase activity of EB and EC showed thermostability 60% after 2 hours of incubation at 60 °C and the endoglucanase activity of EB and EC remained above 50% after 4 hours of incubation at 50 °C, 60 °C and 70 °C. Qualitative analysis observed by TLC (Thin layer chromatography) showed the production of oligosaccharides and xilooligômeros from the hydrolysis of different substrates. S. thermocerradoensis I3 successfully used the WB in SSF producing enzymes that have the characteristics necessary for their industrial application. / A utilização de carboidratos oriundos dos resíduos agrícolas faz-se importante nas indústrias de alimentos, tecidos, papeis, detergentes, ração animal e ainda na produção de bioetanol. Algumas bactérias filamentosas são utilizadas nos processos de hidrólise enzimática, como Streptomyces thermocerradoensis I3, o qual foi isolado do solo e, neste trabalho, selecionado para produção de celulases e xilanases através de cultivo em fermentação semi-sólida (FSS) em Meio Mínimo suplementado com farelo de trigo (FT) como fonte de carbono. S. thermocerradoensis I3 foi cultivado por 4 dias à 37 °C e apresentou maior produção de Endoglucanase (2,92 U/mL) e Xilanase (12,34 U/mL) após 72 horas de cultivo e de β-glicosidase (0,023 U/mL) e FPase (2,82 U/mL) após 96 horas de cultivo. O extrato de 96 horas foi concentrado e a enzima presente no extrato concentrado apresentou Massa Molecular de 17 kDa. Ela apresentou atividade de celulase e xilanase, as quais foram confirmadas por zimogramas e determinação das atividades enzimáticas. O extrato bruto (EB) e o extrato concentrado (EC) foram analisados quanto ao pH e temperatura ótimos para a atividade de celulases e xilanase. Os resultados obtidos demonstraram que a maior atividade de celulases totais (FPase) foi em pH 6,0 à 60 °C (EB) e pH na faixa de 3,0 e 6,0 à 80 °C (EC); a enduglucanase apresentou maior atividade na faixa de pH 6,0 à 55 °C (EB e EC); a xilanase apresentou maior atividade em pH 8,0 à 70 °C (EB e EC). A atividade de xilanase do EB e da EC apresentou termoestabilidade de 60% após 2 horas de incubação à 60 °C e a atividade de endoglucanase do EB e do EC permaneceu acima de 50% após 4 horas de incubação à 50, 60 e 70 °C. As análises qualitativas observadas por TLC (Thin Layer Chromatography) revelaram a liberação de oligossacarídeos e xilooligômeros a partir da hidrólise de diferentes substratos. S. thermocerradoensis I3 utilizou com sucesso o FT em FSS produzindo enzimas que apresentam as características necessárias para sua aplicação industrial.

Atualmente o consumo de xarope de maltose vem crescendo devido ao seu uso em cervejarias e está substituindo progressivamente os adjuntos amiláceos. O xarope de maltose é, tradicionalmente, produzido por meio da hidrólise ácida e/ou enzimática de amido ou flocos de milho. Este trabalho teve como objetivo analisar a possibilidade de obtenção de maltose a partir de outras matérias-primas amiláceas como a mandioca e a puba (produto derivado da fermentação da mandioca) pela ação da a-amilase bacteriana e da a-amilase fúngica sem que fosse necessária a extração do amido. Amostras de mandioca e puba com 10, 20 e 30% de sólidos foram incubadas com a-amilase bacteriana termoestável durante 10, 20 e 30 minutos a 80 0 C, adicionando-se em seguida, µ-amilase fúngica e incubando-se as amostras durante 48 horas a 55 0 C. O grau de sacarificação, expresso em dextrose equivalente (DE), foi determinado pelo método DNS em vários intervalos de tempo. Glicose e maltose foram determinadas por HPLC após 48 horas de sacarificação. Os resultados mostraram que o tempo de ação da a-amilase bacteriana não causou diferenças significativas no grau de hidrólise entre as amostras, mas a concentração de sólidos influiu significativamente no grau da liquefação das amostras. O comportamento das curvas do grau de sacarificação foi semelhante para todos os tratamentos tanto da mandioca quanto da puba. O conteúdo de maltose nas amostras variou entre 30-60% e a glicose entre 0-10% caracterizando um xarope com alto teor de maltose. A eficiência de hidrólise ficou abaixo do esperado. Entretanto, esse fato pode ser explicado pela utilização da mandioca sem extração prévia do amido e pelas dificuldades na extração dos sólidos por centrifugação. Pode-se afirmar que tanto a mandioca quanto à puba podem ser utilizadas como matéria prima em substituição ao milho na obtenção de xarope de maltose através da hidrólise enzimática. A puba, porém, é de mais fácil manuseio sendo que o tratamento com 20% de sólidos, exposto durante 10 minutos a a-amilase bacteriana proporcionou maior rendimento, atingindo 4,2 kg de maltose e 0,3 kg de glicose por 100 kg de mandioca fresca além de proporcionar menor quantidade de resíduo sólidos de 13,7 kg. / Nowadays the consumption of maltose syrups is increasing due to its utilization in breweries where it replaces starch adjuncts. Traditionally maltose syrup has been produced from cornstarch or pellets using acid and/or enzymatic hydrolysis. The objective of this work was to evaluate the possibility of obtaining maltose from starch sources other than maize, such as cassava roots or puba, a fermented cassava product, without extraction of the starch, using bacterial a-amylase and fungal a-amylase for starch hydrolysis. Cassava and puba samples with 10, 20 and 30% dry matter were incubated with termostable bacterial a-amylase for 10, 20 and 30 minutes at 80 0 C, followed by the addition of fungal a-amylase. The samples were incubated for 48 hours at 55 0 C. The degree of saccharification, expressed as dextrose equivalent (DE), was determined by the DNS method. The glucose and maltose contents of the hydrolysate were determined after 48 hours by HPLC. The results showed that the time of action of a-amylase did not influence the degree of saccharification of the samples but the solids concentration significantly affected the hydrolysis degree. The saccharification degree curves were similar for both cassava and puba. The maltose content of the samples varied between 30-60% and the glucose content between 0-10%, which characterized them as "High maltose syrups". The hydrolysis efficiency was lower than expected. However, this fact could be explained by the use of cassava without extraction of the starch and by the difficulty of extracting the solids by centrifugation. It was concluded that for replacement of corn starch, both cassava roots and puba could be used as raw materials for maltose syrup production by enzymatic hydrolysis. However the puba was easier to handle than cassava. The puba treatment consisting of 20% of solids and 10 minutes exposure to a-amylase gave the highest yield reaching 4.2 kg of maltose and 0.3 kg of glucose per 100 kg of raw cassava, in addition to a lower solids residue of 13.7 kg.

Submitted by Izabel Monteiro (izabel_22@hotmail.com) on 2016-08-03T13:35:08Z No. of bitstreams: 1 Liane Cristine Rebouças Demosthenes - Tese.pdf: 1077147 bytes, checksum: b3915a604b50db5ab23367233a0eb874 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-08-15T18:05:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Liane Cristine Rebouças Demosthenes - Tese.pdf: 1077147 bytes, checksum: b3915a604b50db5ab23367233a0eb874 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-08-15T18:10:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Liane Cristine Rebouças Demosthenes - Tese.pdf: 1077147 bytes, checksum: b3915a604b50db5ab23367233a0eb874 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-15T18:10:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Liane Cristine Rebouças Demosthenes - Tese.pdf: 1077147 bytes, checksum: b3915a604b50db5ab23367233a0eb874 (MD5) Previous issue date: 2013-12-17 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Bacterial wilt caused by Ralstonia solanacearum is one of the most important diseases of solanaceous. Present in all national territory, causes rapid wilting of plants and affects several crops of agronomic interest. In Amazonas, the high temperature and humidity combined with the genetic diversity of this pathogen diversity of hosts favor the development and aggressiveness of the pathogen and complicate the management of this disease. The aim of this study was to evaluate the genetic diversity of R. solanacearum using AFLP markers and evaluate defense responses submitted by Capsicum spp. natives of the Amazon region, verifying the expression of pathogenesis-related proteins, resulting from infection by the pathogen. Samples were collected in four counties vegetable growers in the metropolitan area of Manaus to establish a collection of 30 isolates of the pathogen. We performed classical biochemical characterization of the isolates and characterization of genetic diversity using AFLP molecular markers. The 24 primer combinations were tested and selected the six best informative combinations . The six combinations of primers generated a 432 bands , ranging from 47 to 103 loci in the combination E + AT / M + C. The Jaccard similarity coefficient estimated between 30 isolates ranged from 0.01 to 0.98. From the similarity matrix a dendrogram was generated by UPGMA method being possible separate the isolates into six groups with cophenetic correlation coefficient of r = 0.98. The defense response submitted by Capsicum spp. were also evaluated by biochemical methods for the determination of total protein, phenylalanine ammonia lyase activity and peroxidase activity phenoloxidases. The enzymatic activity varied according to the level of resistance of the evaluated accessions, being higher in the first hours after inoculation and decreased after 72 hours. It was possible to identify two resistant accessions ( BC 05 and NT ) showed that grade point average of 1.17 xi and 0.94 . The BC had access resistance of accessions was associated with increased activity of PPO and FAL, indicating that these enzymes make up the defense mechanism in plants of Capsicum. The POX activity was lower when compared with the activity of PPO and FAL / A murcha bacteriana causada por Ralstonia solanacearum é uma das doenças mais importantes das solanáceas. Presente em todo o território nacional, causa murcha rápida das plantas e afeta várias culturas de interesse agronômico. No Amazonas, as condições de altas temperatura e umidade do ar aliados à ampla diversidade genética deste patógeno, diversidade de hospedeiros e agressividade favorecem o desenvolvimento do patógeno e dificultam o manejo desta doença. O objetivo deste trabalho foi avaliar a variabilidade genética de R. solanacearum utilizando marcadores AFLP e avaliar as respostas bioquímicas de defesa apresentadas por acessos de Capsicum spp. nativos da região Amazônica, verificando a expressão de proteínas relacionadas com a patogênese, decorrentes da infecção pelo patógeno. Foram realizadas coletas em quatro municípios produtores de hortaliças da área metropolitana de Manaus para estabelecer uma coleção com 30 isolados do patógeno. Foi realizada a caracterização bioquímica clássica dos isolados, testes de patogenicidade e caracterização da diversidade genética utilizando marcadores moleculares AFLP. Foram testadas 24 combinações de primers e seleciondas as seis combinações mais informativas. As seis combinações de primers utilizadas apresentaram um total de 432 bandas, variando de 47 loci à 103 na combinação E+AT/M+C. O coeficiente de similaridade de Jaccard estimado entre os 30 isolados avaliados variou de 0,01 à 0,98. A partir da matriz de similaridade foi gerado o dendrograma pelo método UPGMA sendo possível separar os isolados em seis grupos com coeficiente de correlação cofenética no valor de r = 0,98. Também foram avaliadas as resposta de defesa apresentadas por acessos de Capsicum spp. através de métodos bioquímicos de determinação de proteínas totais, atividade da fenilalanina amônia liase, atividade de fenoloxidases e peroxidases. A atividade enzimática variou conforme o nível de resistência ix dos acessos avaliados, sendo maior nas primeiras horas após a inoculação e decrescendo após 72 horas. Foi possível identificar dois acessos resistentes (BC 05 e NT) que apresentaram média de notas de 1,17 e 0,94. O acesso BC apresentou A resistência dos acessos foi associada com a maior atividade da PPO e FAL, indicando que estas enzimas compõem o mecanismo de defesa em plantas de Capsicum. A atividade da POX foi menor quando comparada com a atividade da PPO e FAL.

O bagaço de cana de açúcar é um resíduo lignocelulósico que, após a sua hidrólise, pode ser utilizado como substrato para a produção de hidrogênio (H2) por fermentação. O objetivo deste trabalho foi realizar pré-tratamentos do bagaço de cana com os ácidos clorídrico (HCl) e fosfórico (H3PO4) para a solubilização de carboidratos, produzindo o mínimo de inibidores, bem como para tornar a sua estrutura mais suscetível à hidrólise enzimática. Além disso, foi verificada a possibilidade de utilização dos hidrolisados na produção biológica de H2 por uma cultura mista de micro-organismos. A otimização das condições de pré-tratamento com os ácidos foi feita por meio de um planejamento experimental, variando-se a concentração entre 0,64 e 7,36 % (m/v), a temperatura de 63,20 a96,80°C e o tempo de 38,40 a 441,60 min. Nos hidrolisados obtidos foram determinadas as concentrações de açúcares redutores totais (ART) e de monossacarídeos, tais como a glicose, a xilose e a arabinose, além de potenciais inibidores de fermentação, o furfural, o hidroximetilfurfural (HMF) e o ácido acético. As condições de pré-tratamento do bagaço, nas quais foram obtidas as maiores concentrações de ART (13,88 g/L) foi utilizando 6,0 % (m/v) de HCl, em 360,00 min., a 90°C. Entretanto, sob estas condições, também foram detectadas as concentrações mais elevadas dos inibidores. A condição ótima para a hidrólise com o HCl, obtida através da análise estatística, na qual a concentração de inibidores foi minimizada e a de ART maximizada foi de 96,80ºC, 441,6 min e 7,36 % (m/v) de ácido. Para o pré-tratamento com o H3PO4, as condições ótimas foram as mesmas encontradas para o HCl, obtendo-se 4,98 g/L de ART. Os bagaços pré-tratados foram submetidos à hidrólise enzimática com a enzima Celluclast® e um extrato enzimático bruto com atividade de xilanases. A maior concentração de ART (20,98 g/L) obtida pelas duas hidrólises (ácido/enzimática) foi no bagaço pré-tratado com HCl no tempo de 360,00 min., 6,0 % (m/v) de ácido a 90°C, o qual também apresentou a maior concentração de inibidores (total de 1,23 g/L). O hidrolisado obtido com HCl que apresentou maior concentração de ART foi utilizado em ensaios de fermentação para a produção de H2 por cultura mista. / Sugarcane bagasse is a lignocellulosic residue that can be used as substrate to produce hydrogen (H2) by fermentation after hydrolysis. This study aimed to optimize the pretreatment of sugarcane bagasse with hydrochloric acid (HCl) and phosphoric acid (H3PO4), to solubilize carbohydrates and produce the minimal amount of inhibitors as well as make its structure more susceptible to enzymatic hydrolysis. In addition, we verified the possibility of using hydrolysates in the biological production of H2 by a mixed culture of microorganisms. We optimized the conditions for bagasse pretreatment with acids using an experimental designwe varied the concentration between 0.64 and 7.36% (w/v), the temperature from 63.20 to 96.80 °C, and the time from 38.40 to 441.60 min. In the hydrolysates, we determined the concentrations of total reducing sugars (TRS); monosaccharides such as glucose, xylose, and arabinose; and potential inhibitors of fermentation like furfural, hydroxymethylfurfural (HMF), and acetic acid. The conditions of bagasse pretreatment 6.0% (w/v) HCl, 360 min. and 90 °C led to the highest TRS concentrations (13.88 g L-1), but also to the highest concentrations of inhibitors. Statistical analysis revealed that the optimum conditions for the hydrolysis of sugar cane bagasse with HCl that minimized the concentration of inhibitors while maximizing the TRS concentration were: 96.80 °C, 441.6 min, and 7.36% (w/v) of acid. The optimum conditions for pre-treatment with H3PO4 were the same as those found for HCl; which yielded 4.98 g L-1 TRS. We subjected the pretreated bagasse to enzymatic hydrolysis with Celluclast® enzyme and to a crude enzyme extract with xylanase activity. For both hydrolyses (acid and enzymatic), the highest TRS concentration (20.98 g L-1) was achieved with the bagasse pretreated with HCl 6.0% (w/v) at 90 °C for 360.00 min., which also furnished the highest concentration of inhibitors (total 1.23 g L-1). The hydrolysate obtained with HCl contained higher TRS concentration was used as substrate in fermentation assays for the production of H2 by mixed culture.

O capítulo 1 descreve o estudo da biorredução do grupo carbonílico de cetoazidas e β-ceto-1,2,3-triazois para a produção de β-hidroxi-1,2,3-triazois enantiomericamente puros ou enriquecidos. Cinco linhagens de fungos de origem marinha foram avaliadas para a redução da 2-azido-1-feniletanona 1 e duas linhagens, A. sydowii CBMAI 935 e M. racemosus CBMAI 847, foram selecionadas também para a biorredução das 2-azido-1-feniletanonas 2-4 para a produção dos (R)- e (S)-2-azido-1-feniletanois 2a-4a. Os azidoálcoois enantiomericamente enriquecidos obtidos 1a-4a das reações biocatalíticas foram empregados como material de partida para a síntese dos β-hidroxi-1,2,3-triazois 7a-10a enantiomericamente enriquecidos através da click reaction entre a azida terminal e o alcino, fenilacetileno. Uma segunda abordagem para a obtenção de β-hidroxi-1,2,3-triazois enantiomericamente enriquecidos foi o estudo da biorredução de β-ceto-1,2,3-triazois, que são cetonas contendo dois substituintes volumosos. Uma triagem inicial para a biorredução do β-ceto-1,2,3-triazol 7 foi realizada com seis linhagens de fungos de origem marinha, na qual a linhagem do fungo P. citrinum CBMAI 1186 foi selecionada para estudos de otimização da reação biocatalítica. Estudos com variação do meio reacional, utilização de co-solvente e efeito do pH mostraram que as condições ótimas de reação foram utilizando-se tampão fosfato (Na2HPO4/KH2PO4, 0,07 M) em pH 5 e metanol 5% (v/v) como co-solvente. O fungo P. citrinum CBMAI 1186 foi empregado na biorredução dos β-ceto-1,2,3-triazois 8-12 com excelentes resultados de rendimento e seletividade para a produção dos (S)-β-hidroxi-1,2,3-triazois 8a-12a. O Capítulo 2 apresenta a síntese multienzimática da diidropinidina, um alcaloide de origem natural. A nonano-2,6-diona utilizada como material de partida foi obtida através da descarboxilação do dicetoéster, 2-butiril-5-oxo-hexanoato de etila. Estudos para a otimização tanto da síntese do dicetoéster quanto da etapa de descarboxilação foram realizados. Condições ótimas de produção do 2-butiril-5-oxo-hexanoato de etila foram obtidas através da reação da but-3-em-2-ona com o 3-oxo-hexanoato de metila catalisada por CeCl3/NaI. A descarboxilação do dicetoéster foi avaliada através do método de Krapcho empregando-se sais de cloro e água em altas temperaturas, entretanto, a elevada formação de subprodutos estimulou a busca por uma diferente metodologia para a obtenção da nonano-2,6-diona. Foram avaliadas diferentes lipases e esterases para a hidrólise enzimática do dicetoéster seguida por descarboxilação por HCl, na qual a esterase de fígado de porco foi selecionada e promoveu a hidrólise de até 1,6 M de dicetoéster para a produção da nonano-2,6-diona. Diferentes transaminases (TAs) foram estudadas para a aminação redutiva assimétrica da nonano-2,6-diona e duas linhagens foram selecionadas para a produção da (R)- e (S)-2-metil-6-propil-2,3,4,5-tetra-hidropiridina, as TAs de Arthrobacter sp. e Arthrobacter citreus, respectivamente empregando-se isopropilamina como amino doador. As (R)- e (S)-2-metil-6-propil-2,3,4,5-tetra-hidropiridina foram avaliadas pela redução assimétrica para a síntese da diidropinidina por imina redutases (IREDs) e duas linhagens foram selecionadas, a IRED de Mesorhizobium sp. e Norcardiopsis alba, respectivamente. TAs e IREDs foram acopladas em um sistema one-pot multienzimático utilizando como material de partida a nonano2,6-diona (100 mM) para a obtenção dos isômeros cis da diidropinidina com excelentes excessos diastereoisoméricos. / The Chapter 1 describes the bioreduction of the carbonyl group of ketoazides and β-keto-1,2,3-triazoles to produce enantiomerically pure or enriched β-hydroxy-1,2,3-triazoles. Five marine-derived fungi strains were screened to perform the reduction of 2-azido-1-phenylethanone 1. The strains from A.sydowii CBMAI 935 and M. racemosus CBMAI 847 were selected for the bioreduction of the 2-azido-1-phenylethanones 2-4 to yield the (R)- and (S)-2-azido-1-phenylethanols 2a-4a. The enantiomerically enriched azidoalcohols 1a-4a obtained from biocatalytical reactions were used as starting materials for the synthesis of enantiomerically enriched β-hydroxy-1,2,3-triazoles 7a-10a through the click reaction between the terminal azide and phenylacetylene. A second approach for obtaining enantiomerically enriched β-hydroxy-1,2,3-triazoles was the bioreduction of β-keto-1,2,3-triazoles, which are ketones with two bulky substituents. The screening for the bioreduction of the β-keto-1,2,3-triazol 7 was performed with six marine-derived fungi strains and P. citrinum CBMAI 1186 was selected for the optimization studies for the biocatalytic reduction of β-keto-1,2,3-triazoles 8-12.Studies about the composition of reaction medium, use of cosolvent and pH effect showed that the optimal conditions was in phosphate buffer (Na2HPO4/KH2PO4, 0.07 M) at pH 5 and methanol 5% (v/v) as cosolvent. P. citrinum CBMAI 1186 was applied to the bioreduction of β-keto-1,2,3-triazoles 8-12 and good yields and selectivities were obtained for the (S)-β-hydroxy-1,2,3-triazoles 8a-12a. The Chapter 2 describes the multienzymatic synthesis of dihydropinidine, a natural alkaloid. The nonane-2,6-dione used as starting material was obtained through the reduction of the diketoester, methyl butyryl-5-oxohexanoate, and the optimization studies for both diketoester synthesis and decarboxylation reaction were performed. Optimal conditions for the synthesis of methyl butyryl-5-oxohexanoate were obtained by the reaction between but-3-en-2-one and 3-oxohexanoate catalyzed by CeCl3/NaI. The diketoester decarboxylation step was evaluated by the Krapcho method using chlorine and water at high temperatures. However, because of the production of side products by this method, a different procedure for the synthesis of nonane-2,6-dione was studied. Different enzymes (lipases and esterases) were evaluated for the diketoester hydrolysis followed by decarboxylation by HCl. The porcine liver esterase was selected to promote the diketoester hydrolysis up to 1.6 M, yielding nonane-2,6-dione. Different transaminases (TAs) were applied to the asymmetric reductive amination of the nonane-2,6-dione and TAs from Arthrobacter sp. e Arthrobacter citreus were selected for the production of (R)- and (S)-2-methyl-6-propyl-2,3,4,5-tetrahydropyridine, respectively, using isopropylamine as the amine donor. The asymmetric reduction of (R)- and (S)-2-methyl-6-propyl-2,3,4,5-tetrahydropyridine by imine reductases (IREDs) was evaluated and the IREDs from Mesorhizobium sp. and Norcardiopsis alba were selected. TAs and IREDs were coupled in multienzymatic one-pot system using nonane-2,6-dione (100 mM) as starting material for the syntheses of cis isomers of dihydropinidine in excellent diastereoisomeric excess.

Bilirrubina oxidase de Myrothecium verrucaria é uma multicobre oxidase capaz de reduzir O2 pela oxidação de fenóis, aminas aromáticas e polipirróis. Eletroquimicamente, essa reação de redução ocorre pela transferência de elétrons entre a enzima e um eletrodo. Nesta tese, foi investigada a eficiência da enzima como agente redutor de O2 na superfície de eletrodos modificados pela função orgânica naftil-2-carboxilato por acoplamento de diazônio. Essa modificação na superfície do eletrodo aumenta em até quatro vezes a atividade do filme catalítico em relação à obtida por eletrodos em que a adsorção da enzima foi feita de forma convencional, sem a modificação. Foram estudados os efeitos da temperatura sobre a atividade da enzima para a redução de O2, sendo observado um aumento linear da atividade do eletrodo com o aumento da temperatura até 30 °C, de tal forma que temperaturas mais altas proporcionaram o aumento da inativação natural das moléculas de enzima. Esse efeito de inativação foi confirmado pela diminuição da atividade com o tempo na presença de O2, por cronoamperometria, sendo a atividade interrompida pela inserção de argônio e retomada do mesmo ponto pela reinserção de O2, descartando a idéia da queda de corrente proveniente da dessorção de enzima. Foi estudado também o efeito do pH na máxima atividade da bilirrubina oxidase, conduzidos entre pH 5,0 e 8,0, e verificando-se que a máxima atividade da enzima foi obtida entre pH 5,5 e 6,0 e, além disso, verificou-se que a corrente catalítica em baixos valores de pH aumenta diretamente com o aumento do sobrepotencial aplicado. Porém, em altos valores de pH, a curva de redução toma a forma sigmoidal e passa a ser independente do sobrepotencial aplicado, sendo a reação governada por etapas químicas de transferência de prótons. O uso de eletrodos de disco rotatório possibilitou resolver parâmetros de Michaelis-Menten para a cinética do filme catalítico de forma mais precisa (a resposta de corrente é menos dependente do transporte de massa de reagentes) e esses dados foram obtidos dentro de um intervalo de pH importante para aplicações práticas. O sobrepotencial da reação de redução de O2 catalisada por bilirrubina oxidase foi comparado com o sobrepotencial obtido para a mesma reação catalisada por Platina eletrodepositada sobre a superfície de grafite pirolítico, onde foi observado um sobrepotencial de 140 mV para a catálise enzimática, demasiado menor que o valor de 415 mV obtidos para a Platina, sob as mesmas condições experimentais, em pH neutro. A metodologia proposta para a construção de um cátodo para aplicação em células a combustível enzimáticas e os subsequentes estudos possibilitaram uma investigação minuciosa para caracterizar a enzima bilirrubina oxidase como talvez o catalisador mais eficiente na redução eletroquímica de oxigênio molecular em células a combustível até o momento. / Bilirubin oxidase from Myrothecium verrucaria is a multicopper oxidase reducing O2 at the expenses of phenols, aromatic amines and polypyrrols oxidation. Electrochemically, this reduction reaction undergoes through the electron transfer between enzyme and electrode. In this thesis, the enzyme was investigated as an efficient O2 reducing agent on electrode surfaces modified by naphthil-2-carboxylate functionalities through diazonium coupling. This modification of the electrode surface increases the activity of the catalytic film up to four times comparing to that obtained by electrodes in which the enzyme molecules were adsorbed conventionally, without modification. It was studied the effect of temperature on O2 reduction, in which catalysis increased linearly with temperature up to 30 °C, and higher temperatures increased the natural enzyme inactivation. This inactivation was confirmed by the activity drop off with time in the presence of O2, by chronoamperometry, ceased out when argon was inserted into the cell and re-established from the same point when argon was purged out by insertion of O2. These results cast aside the idea of activity drop off caused by enzyme desorption. It was also investigated the pH effect on the maximum activity of bilirubin oxidase, carried out between pH 5.0 and 8.0, being the highest activity obtained at pH 5.5-6.0. Furthermore, it was observed that the catalytic current directly increases with applied overpotential, at low pH values, and the reduction wave shape becomes sigmoidal and independent on applied overpotential at high pH values. The reaction is then governed by chemical steps, as the proton transfer. The use of rotating-disc electrodes favored solving the Michaelis-Menten kinetics for the catalytic film in a much greater accuracy (the current response is much less dependent on reagent mass transport) and these data were obtained for pH interval important for practical applications. The overpotential for the O2 reduction reaction catalyzed by bilirubin oxidase was compared to the overpotential obtained by the same reaction catalyzed by Platinum electrodeposited onto a pyrolytic graphite electrode. An overpotential of only 140 mV was observed for the enzymatic catalysis, much lower compared to the 415 mV obtained for the Platinum electrode, under the same experimental conditions, at neutral pH. The proposed method for constructing a cathode for enzymatic fuel cell application and subsequent investigation described allowed an in-depth study of bilirubin oxidase characterization as perhaps the most efficient catalysts for the electrochemical reduction of molecular oxygen in fuel cells to date.

As comunidades microbianas regulam a ciclagem de nutrientes no solo. O impacto das mudanças climáticas sobre estas poderia alterar a estrutura, a função e provocar um desequilíbrio dos nutrientes no ambiente. O principal objetivo desse trabalho foi estudar o impacto da umidade sobre a diversidade e atividades enzimáticas das comunidades bacterianas em microcosmos compostos por solos dos biomas Caatinga e Mata Atlântica. Amostras de solo foram coletadas nos seguintes estados brasileiros: Bahia, Pernambuco e São Paulo totalizando quatro pontos de coleta, com um ponto em cada estado e dois pontos no estado de São Paulo. As amostras de solo dos dois biomas, foram incubadas em microcosmos, com três ciclos de umidade (60 %- 30 %, umidade relativa) e para cada ciclo de umidade, foram construídas uma biblioteca do gene 16S rRNA. Nas análises de alfa diversidade, foram calculados os índices PD (diversidade filogenética baseado nos ramos da árvore filogenética) e Shannon. Para avaliar a beta diversidade foi utilizado o índice Bray-Curts (índice de similaridade baseado nos grupos dominantes) e a distância UniFrac. Simultaneamente, cada uma das amostras de cada tratamento foi analisada para as seguintes atividades enzimáticas: fosfatase ácida e alcalina, arilsulfatase, desidrogenase, celulase, amilase, urease e fitase. Os resultados aqui obtidos mostraram que os filos Acidobacteria, Proteobacteria e Chloroflexi foram mais abundantes nos solos da Mata Atlântica e Actinobacteria, Proteobacteria, Chloroflexi e Acidobacteria nos solos da Caatinga, considerando a característica em estudo do efeito adverso do estresse hídrico. As classes mais prevalentes na Mata Atlântica foram Acidobacteria, Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria e Gammaproteobacteria. Enquanto que para a Caatinga, as classes prevalentes foram Ktedonobacteria, Actinobacteria-6 e Betaproteobacteria. No que diz respeito ao estresse hídrico sobre as atividades enzimáticas, os dados demonstraram efeito significativo para todos os solos amostrados, exceto para a enzima fitase. Por correlação entre as OTUs e as enzimas observou-se que grupos específicos foram correlacionados positivamente com a atividade das enzimas e com C e N total nos solos estudados. Estes resultados indicam que os ciclos de umidade afetam a distribuição taxonômica das comunidades bacterianas e as funções enzimáticas. / The microbial communities regulate the nutrient cycling in the soil. The impact of climate change on could alter the structure and function and cause an imbalance of nutrients in the environment. The main aim of this work was to study the impact of the soil humidity on diversity and enzymatic activities of bacterial communities in microcosms compounds soils of the Biosphere biomes of Caatinga and Atlantic Forest. Soil samples were collected in the following Brazilian states: Bahia, Pernambuco and Sao Paulo totaling four collection points, with a point in each state and two points in São Paulo. The soils samples of the two Biomes, were incubated in microcosms, with three humidity cycles (60% - 30% relative humidity) and for each humidity cycle, was constructed a 16S rRNA gene library. In the analyzes of alpha diversity, the PD indices were calculated (based on phylogenetic diversity branches of the phylogenetic tree) and Shannon and to test the beta diversity we used the Bray-Curts index (similarity index based on the dominant groups) and the distance UniFrac. Simultaneously, each soil sample of each treatment was analyzed for the following enzymatic activities: acid and alkaline phosphatase, arylsulfatase, dehydrogenase, cellulase, amylase, urease and phytase. The results herein obtained showed that the Phyla Acidobacteria, Proteobacteria and Chloroflexi were more abundant in the soils at Atlantic Forest, and Actinobacteria, Proteobacteria, Chloroflexi and Acidobacteria in the soils of Caatinga, considering the studied trait of the adverse effect of water stress. The most prevalent classes in the Atlantic Forest were Acidobacteria, Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria and Gammaproteobacteria. While for the Caatinga, the prevalent classes were Ktedonobacteria, Actinobacteria-6 and Betaproteobacteria. In regard to the hydric stress on the enzymatic activities, the data showed significant effects for all sampling soils, except for the enzyme phytase. By correlations between OTUs and enzymes it was observed that specific groups were positively correlated with the activity of the enzymes and carbon and total nitrogen in the studied soils. These results indicate that humidity cycle affects the taxonomic distribution of bacterial communities and the enzymatic functions.