Burkholderia sacchari é uma nova espécie bacteriana do solo brasileiro que tem a capacidade de crescer em sacarose e acumular grânulos intracelulares de poliésteres pertencentes à família dos polihidroxiaIcanoatos (PHA). Quando cultivado em sacarose, o homopolímero poli-3¬hidroxibutirato é acumulado por esta bactéria, que é usado como um plástico biodegradável e biocompatível. Quando sacarose e ácido propiônico são fornecidos como fontes de carbono, as células de B. sacchari acumulam o copolímero poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato (P3HB-co-3HV). Entretanto, uma pequena porcentagem do ácido propiônico fornecido é convertido a unidades 3HV devido à eficientes vias catabólicas que convertem este substrato preferencialmente a biomassa, CO2 e água, reduzindo portanto a eficiência da produção do polímero. Ao menos duas vias do catabolismo de propionato foram previamente propostas em B. sacchari: a-oxidação e ciclo do 2-metilcitrato (2MCC), sendo somente a última confilmada no nível molecular. Mutantes UV, obtidos anteriormente, foram incapazes de crescer em propionato (prp) e também apresentaram fenótipo afetado no crescimento em intermediários da a-oxidação. No presente trabalho, após uma busca em bibliotecas genômicas de B. sacchari, uma delas construída também no presente trabalho, três diferentes fragmentos de DNA presentes nos clones AI, PI e P2 foram capazes de restaurar o fenótipo prp+ aos mutantes. Experimentos quantitativos revelaram que AI somente restaurou parcialmente a conversão de propionato a unidades 3HV aos mutantes. PI foi capaz de restaurar a capacidade de crescimento em propionato, e em outros intermediários da a-oxidação, a um dos mutantes. Um DNA de 1.2 Kb, subfragmento de PI, ainda capaz de complementar mutantes prp, foi subclonado e seqüenciado, demonstrando similaridade a seqüências de DNA codificadoras de reguladores transcricionais do tipo LysR de várias bactérias, incluindo espécies de Bllrkholderia. Regiões adjacentes a LysR em diferentes genomas de Burkholderia são anotados como codificadores de acil-CoA desidrogenases, ao lado de proposta acil-CoA transferases/carnitina desidrogenases e de uma permease do facilitador maior da superfamília MFS-l. Após confirmação das mesmas regiões adjacentes em B. sacchari e também a sua específica deleção, será possível provar a presença da via do catabolismo de propionato indicada neste trabalho. / Burkholderia sacchari is a new bacterial species from brazilian soil, able to grow in sucrose, accumulating intracellular granules of polyester belonging to the polyhydroxyalkanoate family (PHA). When cultivated on sucrose, the homopolymer poly-3-hydroxybutyrate is accumulated by this bacterium, which is used as biodegradable and biocompatible plastic. When sucrose and propionic acid are supplied as carbon sources, B. sacchari cells accumulate the copolymer poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate (P3HB-co-3HV). However, a small percentage ofthe propionic acid supplied is converted to 3HV units, because efficient catabolic pathways convert this substrate preferentially to biomass, CO2 and water, thus reducing the efficiency of polymer production. At least two propionate catabolic pathways have been previously indicated in B. sacchari: a-oxidation and the 2-methylcitric acid (2MCC), the latter confirmed at molecular leveI. UV mutants previously obtained were unable to grow in propionate (prp) and also showed the phenotype affected concerning grow on intermediates of propionate a-oxidation. In the present work, after a screening in B. sacchari genomic libraries, one ofthem constructed also in the present work, the prp + phenotype was restored to the mutants by three different DNA fragments harbored by dones A), PI and P2. Quantitative experiments revealed that AI restored only partially the quantitative conversion of propionate to 3HV units to the mutants. PI restored the ability to grow in propionate and in other intermediates of a-oxidation to one prp mutant. A DNA 1.2 Kb subfragment of PI, still able to complement prp mutants, was subcloned and sequenced, showing similarity to DNA sequences encoding to LysR-type transcriptional regulators of various bacteria, including BlIrkholderia species. Adjacent regions to LysR in different genomes of BlIrkholderia are annotated as encoding to acyl-CoA dehydrogenases, neighboring a predicted acyl-CoA transferases/carnitine dehydratase and a permease ofthe major facilitator superfamily MFS-1. After confirmation ofthe same adjacent regions in B. sacchari and also their especific deletion, it will be possible to prove the presence of the pathway indicated here in the catabolism of propionate.

Burkholderia sacchari é uma nova espécie bacteriana do solo brasileiro que tem a capacidade de crescer em sacarose e acumular grânulos intracelulares de poliésteres pertencentes à família dos polihidroxiaIcanoatos (PHA). Quando cultivado em sacarose, o homopolímero poli-3¬hidroxibutirato é acumulado por esta bactéria, que é usado como um plástico biodegradável e biocompatível. Quando sacarose e ácido propiônico são fornecidos como fontes de carbono, as células de B. sacchari acumulam o copolímero poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato (P3HB-co-3HV). Entretanto, uma pequena porcentagem do ácido propiônico fornecido é convertido a unidades 3HV devido à eficientes vias catabólicas que convertem este substrato preferencialmente a biomassa, CO2 e água, reduzindo portanto a eficiência da produção do polímero. Ao menos duas vias do catabolismo de propionato foram previamente propostas em B. sacchari: a-oxidação e ciclo do 2-metilcitrato (2MCC), sendo somente a última confilmada no nível molecular. Mutantes UV, obtidos anteriormente, foram incapazes de crescer em propionato (prp) e também apresentaram fenótipo afetado no crescimento em intermediários da a-oxidação. No presente trabalho, após uma busca em bibliotecas genômicas de B. sacchari, uma delas construída também no presente trabalho, três diferentes fragmentos de DNA presentes nos clones AI, PI e P2 foram capazes de restaurar o fenótipo prp+ aos mutantes. Experimentos quantitativos revelaram que AI somente restaurou parcialmente a conversão de propionato a unidades 3HV aos mutantes. PI foi capaz de restaurar a capacidade de crescimento em propionato, e em outros intermediários da a-oxidação, a um dos mutantes. Um DNA de 1.2 Kb, subfragmento de PI, ainda capaz de complementar mutantes prp, foi subclonado e seqüenciado, demonstrando similaridade a seqüências de DNA codificadoras de reguladores transcricionais do tipo LysR de várias bactérias, incluindo espécies de Bllrkholderia. Regiões adjacentes a LysR em diferentes genomas de Burkholderia são anotados como codificadores de acil-CoA desidrogenases, ao lado de proposta acil-CoA transferases/carnitina desidrogenases e de uma permease do facilitador maior da superfamília MFS-l. Após confirmação das mesmas regiões adjacentes em B. sacchari e também a sua específica deleção, será possível provar a presença da via do catabolismo de propionato indicada neste trabalho. / Burkholderia sacchari is a new bacterial species from brazilian soil, able to grow in sucrose, accumulating intracellular granules of polyester belonging to the polyhydroxyalkanoate family (PHA). When cultivated on sucrose, the homopolymer poly-3-hydroxybutyrate is accumulated by this bacterium, which is used as biodegradable and biocompatible plastic. When sucrose and propionic acid are supplied as carbon sources, B. sacchari cells accumulate the copolymer poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate (P3HB-co-3HV). However, a small percentage ofthe propionic acid supplied is converted to 3HV units, because efficient catabolic pathways convert this substrate preferentially to biomass, CO2 and water, thus reducing the efficiency of polymer production. At least two propionate catabolic pathways have been previously indicated in B. sacchari: a-oxidation and the 2-methylcitric acid (2MCC), the latter confirmed at molecular leveI. UV mutants previously obtained were unable to grow in propionate (prp) and also showed the phenotype affected concerning grow on intermediates of propionate a-oxidation. In the present work, after a screening in B. sacchari genomic libraries, one ofthem constructed also in the present work, the prp + phenotype was restored to the mutants by three different DNA fragments harbored by dones A), PI and P2. Quantitative experiments revealed that AI restored only partially the quantitative conversion of propionate to 3HV units to the mutants. PI restored the ability to grow in propionate and in other intermediates of a-oxidation to one prp mutant. A DNA 1.2 Kb subfragment of PI, still able to complement prp mutants, was subcloned and sequenced, showing similarity to DNA sequences encoding to LysR-type transcriptional regulators of various bacteria, including BlIrkholderia species. Adjacent regions to LysR in different genomes of BlIrkholderia are annotated as encoding to acyl-CoA dehydrogenases, neighboring a predicted acyl-CoA transferases/carnitine dehydratase and a permease ofthe major facilitator superfamily MFS-1. After confirmation ofthe same adjacent regions in B. sacchari and also their especific deletion, it will be possible to prove the presence of the pathway indicated here in the catabolism of propionate.

Orientador: Lucia Regina Durrant / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-10T19:47:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CaffaroFilho_RobertoAugusto_D.pdf: 3860538 bytes, checksum: 5e0a12a4a24fb8f37e470a346d8bc95a (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Os processos industriais são geradores de uma ampla variedade de contaminantes que estão presentes nas águas residuarias. A seleção de processos de tratamento baseia-se nas características do efluente a ser tratado. Neste trabalho investigou-se um efluente tóxico da fabricação de resinas de poliéster. Existem poucas informações na literatura sobre este tipo de água residuaria. Procedeu-se a caracterização do efluente, efetuando-se a avaliação e identificação de constituintes tóxicos presentes no mesmo por meio de uma abordagem orientada por toxicidade. Foi utilizado bioensaio respirometrico em lodo ativado para avaliar a toxicidade do efluente bruto. Então, foram efetuados tratamentos físicos e químicos para fracionamento do efluente, e apos cada um deles, realizou-se o mesmo bioensaio. Dessa maneira, avaliou-se qual técnica de fracionamento foi a mais efetiva na redução da toxicidade. A maior redução de toxicidade foi observada apos o fracionamento do efluente por arraste com ar em pH 11 (62,5 %). Este resultado demonstrou que uma fração significativa da toxicidade do efluente para lodos ativados era causada por compostos orgânicos volatilizados em pH 11. Isso indica que o tratamento do efluente por arraste com ar em pH básico pode ter impacto positivo em um tratamento biológico aeróbio subseqüente. Uma vez determinado o tipo de compostos no efluente que provocam efeitos tóxicos (Compostos Organicos Volateis - COVs), procedeu-se a esforços analíticos visando a identificação dos mesmos. Analises por headspace do efluente por cromatografia gasosa e espectrometria de massa identificaram a presença de aldeidos insaturados (congeneres de acroleina). Tais compostos tinham relacao direta com o efeito tóxico observado. Foram também realizados bioensaios utilizando microrganismos anaerobios. Para tanto, mediu-se o volume de gas produzido por uma biomassa anaerobia em contato com o efluente bruto e com o efluente fracionado por arraste com ar em pH 11. Não se observou redução na toxicidade do efluente mesmo com este fracionamento. Comparando-se esses resultados aos obtidos com lodo ativados, foi verificado que os compostos removidos por arraste com ar em pH 11 não apresentaram o mesmo grau de toxicidade para esta biomassa anaerobia. Tais resultados indicam que a utilização de processo de tratamento biológico anaerobio seria uma opção adequada para a condução de futuros estudos de tratabilidade deste efluente. Os resultados obtidos neste trabalho de avaliação e identificação de toxicidade em efluente da fabricação de resinas de poliéster ratificam a abordagem utilizada como uma valorosa ferramenta na caracterização de efluentes industriais tóxicos, principalmente nos casos onde não se encontram disponíveis informações especificas relacionadas ao efluente estudado / Abstract: Industrial processes generate a vast range of contaminants that are present in wastewaters. Treatment process selection is based on wastewater characteristics. In this work a toxic polyester resin manufacturing wastewater was investigated. Specific literature on this kind of wastewater is rare. The characterization of this wastewater was conducted, evaluating and identifying toxicity by applying a toxicity-oriented approach. An activated sludge respirometric bioassay was used to assess effluent toxicity. Then, physical and chemical treatments were performed for effluent fractionation. After each fractionation, the same bioassay was conducted. In this way, it was assessed which fractionation technique was the most effective in reducing effluent toxicity. The greater toxicity reduction was observed after effluent fractionation with air stripping in pH 11 (62.5 %). This result showed that a significant fraction of wastewater toxicity for activated sludge was caused by organic compounds volatilized in pH 11. This indicates that effluent treatment by air stripping in basic pH could have a positive impact in a conjugated aerobic biological treatment. Once the type of compounds causing wastewater toxicity has been determined (Volatile Organic Compounds ¿ VOCs), analytical efforts aiming the identification of these compounds were made. Wastewater headspace gas chromatographic analyses coupled with mass spectrometry identificated the presence of a,ß-unsaturated aldehydes (acrolein congeners). These compounds were directly related to the observed toxic effect. Bioassays using anaerobic microorganisms were also conducted. To that purpose, the volume of gas produced by an anaerobic biomass in contact with the baseline effluent and with the fractionated effluent by air stripping in pH 11 was measured. No toxicity reduction was observed with this fractionation. By comparing this result with the one obtained with the respirometric bioassay, it was found that the compounds removed by air stripping in pH 11 did not inhibit this kind of biomass in the same degree which they inhibited activated sludge. This indicates that the use of an anaerobic treatment process would be an adequate option for conducting future treatability studies in this wastewater. The results obtained in this research of toxicity identification evaluation of a polyester resin manufacturing effluent confirm that the toxicity-oriented approach is a valuable tool for the characterization of toxic industrial wastewaters, especially in cases when specific information related to the studied wastewater is lacking / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LucieneMR_DISSERT.pdf: 3721446 bytes, checksum: 16ced8820ae92014f7d8c365770f515c (MD5) Previous issue date: 2011-08-11 / In the present research work, composites were prepared using pine apple leaf fibres (PALF) as reinforcement with unsaturated polyester resin as matrix, incorporating with fire retardant at different compositions. The PALF was obtained from the decortication of pine apple leaves obtained from Ramada 4 from Ielmo Marinho in the State of Rio Grande do Norte. The unsaturated polyester resin and the catalyzer were bought from the local establishment. The fire retardant, aluminium tri-hydroxide - Al(OH)3 was donated by Alcoa Alum?nio S.A and was used in the proportions of 20%, 40% and 60% w/w. Initially the fibres were treated with 2% NaOH for 1 hour, to remove any impurities present on the fibre surface, such as wax, fat, pectin and pectate, in order to have a better adsorption of the fibres with the matrix as well as the flame retardant. The fibre mat was prepared in a mat preparator by immersion, developed in the Textile Engineering Laboratory, at the UFRN. The composites (300x300x3 mm) were prepared by compression molding and the samples (150x25x3 mm) for analysis of the properties were cut randomly using a laser cutter. Some of the cut samples were used to measure the smoke emission and fire resistance using UL94 standard. Mechanical tension-extension and flexural properties were carried in CTG?s RN and the Laborat?rio de Metais e Ensaios Mec?nicos Engenharia de Materiais UFRN , as well as SEM studies were carried out at N?cleo de Estudos em Petr?leo e G?s Natural - UFRN . From the observed results, it was noted that, there was no marked influence of the fire retardant on the mechanical properties. Also in the water absorption test, the quantity of water absorbed was less in the sample with higher concentration of fire retardant. It was also observed that the increase in the proportion of the fire retardant increased the time of burning, may be due to the compactness of the composite due to the presence of fire retardant as a filling material even though it was meant to reduce the rate of inflammability of the composite / Na presente pesquisa foram desenvolvidos comp?sitos com fibras da folha do abacaxizeiro (PALF - Pineapple Leaf Fiber), utilizando resina de poli?ster insaturado como matriz, incorporando retardante de chama em diferentes composi??es. As fibras da folha do abacaxizeiro foram obtidas na ramada 4 do munic?pio de Ielmo Marinho no Estado do Rio Grande do Norte. A resina de poli?ster insaturado e o catalisador foram comprados no com?rcio. O retardante de chama de alumina trihidratada (hidr?xido de alum?nio - Al(OH)3) foi doado pela empresa Alcoa Alum?nio S.A. e foi utilizado em propor??es de 20%, 40% e 60% do peso do material utilizado na fabrica??o dos comp?sitos. As PALFs foram tratadas com 2% de hidr?xido de s?dio, por 1 hora, para eliminar as impurezas superficiais tais como ceras, gorduras, pectinas e pectatos, para que houvesse uma melhor ades?o da matriz ?s fibras, bem como do retardante de chama. As mantas de fibras foram preparadas num preparador de manta por imers?o, desenvolvido no Laborat?rio de Engenharia T?xtil da UFRN. Os comp?sitos (300x300x3 mm) foram moldados por compress?o e as amostras (150x25x3 mm) para an?lise das propriedades foram cortadas, em diferentes posi??es da placa do comp?sito com aux?lio de uma m?quina de laser. As propriedades mec?nicas de tra??o e flex?o em tr?s pontos foram realizadas no CTG?s RN e no Laborat?rio de Metais e Ensaios Mec?nicos de Engenharia de Materiais da UFRN. Os testes da emiss?o de fuma?a e resist?ncia ao fogo foram realizados no Laborat?rio de Engenharia T?xtil da UFRN, utilizando a norma UL94. As amostras resultantes das propriedades mec?nicas foram avaliadas no MEV do N?cleo de Estudos em Petr?leo e G?s Natural da UFRN. Com base nas an?lises dos resultados nos ensaios mec?nicos, observou-se que o retardante de chama n?o tem influ?ncia significativa. Tamb?m observou-se que no ensaio de abosor??o de ?gua, quanto maior a concentra??o de retardante de chama, a quantidade de ?gua absorvida ? menor. No teste de inflamabilidade, observou-se que quanto maior a concentra??o de retardante de chama, maior o tempo de queima. Pode ser conclu?do que a presen?a de retardante de chama, al?m de atuar como inibidor de chama, tamb?m atua como uma carga que influ?ncia a compacta??o do comp?sito e desta forma reduz a taxa de queima