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Previous issue date: 2017-09-12 / FACEPE / Palythoa caribaeorum (baba-de-boi) é um cnidário marinho que secreta um muco viscoso o qual apresenta propriedades farmacológicas e abriga uma série de bactérias com potencial de aplicação biotecnológica. No presente trabalho, objetivou-se obtenção desses micro-organismos associados ao muco de populações do zoantídeo oriundas da praia de Porto de Galinhas, litoral sul de Pernambuco, para fins de prospecção de produtos naturais. Foram isoladas 281 bactérias das quais 55 cepas se mantiveram viáveis após o subcultivo e preservação. A identificação dos isolados foi realizada a partir do sequenciamento dos genes 16S rDNA e rpoB, resultando na obtenção de 18 espécies pertencentes aos filos Firmicutes (37 isolados, 67%), Actinobacteria (11 isolados, 20%), Proteobacteria (5 isolados, 9%) e Bacteroidetes (2 isolados, 4%). Exiguobacterium aurantiacum correspondeu à espécie mais abundante com 9 isolados, enquanto o gênero Bacillus se apresentou como o mais diverso, totalizando 19 isolados distribuídos em 8 espécies distintas. Os isolados de Bacillus spp. foram selecionados para investigação do potencial de produção de 8 enzimas em meio sólido. Todas as cepas produziram pelo menos 4 das enzimas investigadas, com gelatinase sendo a mais frequente (19 isolados), seguida por esterase (18), caseinase (17), amilase (12), poligalacturonase (12), pectato liase (12), celulase (11) e lipase (11). Os isolados B. thuringiensis BCLTHR-01 e B. subtilis BCLSUB-02, 03 e 04 foram os melhores produtores enzimáticos, com resultados positivos em todos os ensaios. A cepa BCLTHR-01 também foi investigada quanto ao potencial biolarvicida contra Aedes aegypti. Para produção das toxinas, foi desenvolvido um processo fermentativo em biorreator operando em batelada com um meio de cultura desprovido de carboidratos como fonte de carbono. A biomassa tóxica concentrada (10⁹ UFC/mL) obtida após 48h de fermentação mostrou atividade biológica com valores de CL₅₀ de 0,849 ppm (intervalo de 0,792 a 0,900 ppm) e de CL₉₀ de 1,285 ppm (intervalo de 1,190 a 1,434 ppm), comprovando o potencial de aplicação deste isolado para o controle do vetor. As bactérias marinhas associadas a P. caribaeorum são potencialmente excelentes fontes de metabólitos bioativos. A presença de espécies capazes de degradar hidrocarbonetos, fixar nitrogênio, metabolizar enxofre e produzir enzimas e toxinas com diversas propriedades sugere que o zoantídeo se beneficia através da assimilação de compostos complementares ao seu metabolismo e através da aquisição de um mecanismo adicional de defesa contra patógenos. A complexidade do ambiente marinho induz à adaptação dos micro-organismos, resultando na produção de uma diversidade de moléculas com propriedades únicas que lhes permitem suportar as condições severas dos processos industriais, tornando-as interessantes objetos para aplicação industrial e biotecnológica. / Palythoa caribaeorum (baba-de-boi) is a marine cnidarian that secretes a viscous mucus which presents pharmacological properties and harbors several bacteria with potential for biotechnological application. In the present work, we aimed to obtain these microorganisms associated with the mucus of zoanthid populations from the beach of Porto de Galinhas, south coast of Pernambuco, to prospect for natural products. 281 bacteria were isolated, of which 55 strains remained viable after subculture and preservation. The identification of the isolates was done by sequencing the 16S rDNA and rpoB genes, resulting in 18 species belonging to the Firmicutes (37 isolates, 67%), Actinobacteria (11 isolates, 20%), Proteobacteria (5 isolates, 9 %) and Bacteroidetes (2 isolates, 4%). Exiguobacterium aurantiacum corresponded to the most abundant species with 9 isolates, while the genus Bacillus was the most diverse, totaling 19 isolates distributed in 8 different species. The isolates of Bacillus spp. were selected to investigate the potential to produce 8 enzymes in solid medium. All strains produced at least 4 of the investigated enzymes, with gelatinase being the most frequent (19 isolates), followed by esterase (18), caseinase (17), amylase (12), polygalacturonase (12), pectate lyase (12), cellulase (11) and lipase (11). The isolates B. thuringiensis BCLTHR-01 and B. subtilis BCLSUB-02, 03 and 04 were the best enzymatic producers, displaying positive results in all the assays. The strain BCLTHR-01 was also investigated for its biolarvicidal potential against Aedes aegypti. To produce the toxins, a fermentation process was developed in bioreactor batching with a culture medium devoid of carbohydrates as carbon source. The concentrated toxic biomass (10⁹ CFU/mL) obtained after 48h of fermentation showed biological activity with LC₅₀ value of 0.849 ppm (range of 0.792 to 0.900 ppm) and CL₉₀ value of 1.285 ppm (range of 1.190 to 1.434 ppm), proving the application potential of this isolate for vector control. Marine bacteria associated with P. caribaeorum are potentially excellent sources of bioactive metabolites. The presence of species capable of degrading hydrocarbons, fixing nitrogen, metabolizing sulfur and producing enzymes and toxins with different properties suggests that the zoanthide benefits through the assimilation of compounds complementary to its metabolism and through the acquisition of an additional mechanism of defense against pathogens. The complexity of the marine environment induces the adaptation of microorganisms, resulting in the production of a diversity of molecules with unique properties that allow them to withstand the harsh conditions of industrial processes, making them interesting objects for industrial and biotechnological application.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/27694 |
| Date | 12 September 2017 |
| Creators | MELO, Liany Figuerêdo de Andrade |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/8726447605782301, SOUZA, Ivone Antônia de, PÉREZ, Carlos Daniel |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Ciencias Farmaceuticas, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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