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Previous issue date: 2018-03-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Fungos e plantas produzem enzimas que possuem as mais diversas aplicações biotecnológicas. Uma possível e promissora aplicação dessas enzimas é o controle de nematoides, em substituição aos nematicidas químicos prejudiciais à saúde humana e animal, ao meio ambiente e à microbiota do solo. Outra possível aplicação das enzimas de fungos é o uso da dextranase na redução de dextrana na indústria sucroalcooleira. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo investigar a produção de enzimas pelo fungo Pleurotus eryngii e pelas plantas Euphorbia milii e E. trigona, purificar e caracterizar as enzimas de E. milii, E. trigona e Pochonia chlamydosporia, e testar a atividade nematicida das enzimas das plantas E. milii, E. trigona e do fungo P. eryngii. O fungo P. eryngii e seu extrato reduziram significativamente (p<0,01) o número de larvas intactas de Panagrellus sp. após 24 horas de tratamento em 60 e 90%, respectivamente. Este efeito não está relacionado à atividade enzimática, mas sim à presença de outros metabólitos. Os ovos de Meloidogyne javanica, quando tratados com o extrato de P. eryngii, mostraram redução de 53% (p<0,01) no número de ovos intactos. A redução de ovos intactos de M. javanica é atribuída à atividade enzimática, uma vez que o extrato apresentou atividade quitinolítica e proteolítica de, respectivamente, 32,74 e 3,57 U/mL. A purificação do látex de E. trigona por cromatografia de exclusão molecular permitiu a purificação de três proteases distintas. O peso molecular das proteases foi estimado em aproximadamente: 36, 31 e 29 kDa, para a trigonina 1, 2 e 3, respectivamente. O pH e a temperatura que proporcionaram maior atividade de protease foram 4,0, 6,0 e 9,0, e temperatura de 70 °C. As proteases foram inibidas por fluoreto de fenilmetilsulfonila e iodoacetamida. O pool das três proteases presentes no látex de E. trigona reduziram significativamente (p<0,01) o número de J 2 vivas de M. incognita em 96% após 24 horas de tratamento. A purificação parcial das proteases presentes no látex de E. milii indicou que estas proteases correspondem à milina e miliina. Estas enzimas reduziram em 65,59% e 96,46% o número de larvas de Panagrellus redivivus após 24 e 48 h, respectivamente (p<0,01). A dextranase produzida pelo fungo P. chlamydosporia foi purificada à homogeneidade em duas etapas, com rendimento de 152%, fator de purificação de 6,84 e atividade específica de 358,63 U/mg. Seu peso molecular foi estimado por SDS-PAGE em 64 kDa. A enzima apresentou maior atividade a 50 °C e pH 5,0, usando tampão citrato-fosfato 100 mM, foi inibida por Ag 1+ , Hg 2+ , Cu 2+ , Mg 2+ , e apresentou K M de 1,77 g/L. A dextranase madura é composta por 585 resíduos de aminoácidos, com peso molecular predito de 64,38 kDa e pI 5,96. Esta dextranase demonstrou forte semelhança filogenética em comparação à dextranase de Trichoderma harzianum. Sua estrutura consiste de dois domínios: o primeiro composto por 15 cadeias beta, e o segundo composto por uma β-hélice paralela. Esses resultados evidenciam o potencial biotecnológico desses fungos, plantas e suas enzimas extracelulares informações acerca no da controle dextranase de nematoides, produzida pelo e fornecem fungo P. chlamydosporia, que podem ser utilizadas para futuras aplicações industriais desta enzima. / Fungi and plants produce enzymes that have several biotechnological applications. A possible and promising application of these enzymes is the control of nematodes, replacing chemical nematicides harmful to human and animal health, to the environment and to the soil microbiota. Another possible application of fungi enzymes is the use of dextranase to reduce dextran content in sugar industry. The objective of this work was to investigate the production of enzymes by Pleurotus eryngii, Euphorbia milii and E. trigona, to purify and characterize the enzymes from E. milii, E. trigona and Pochonia chlamydosporia, and to test the nematicidal activity of E. milii, E. trigona and P. eryngii. P. eryngii fungus and its extract significantly reduced (p<0.01) the number of intact Panagrellus sp. larvae after 24 hours treatment in 60 and 90%, respectively. This effect is not related to enzymatic activity, but to the presence of other metabolites. M. javanica eggs, when treated with P. eryngii extract, showed a 53% reduction (p<0.01) in the number of intact eggs. The M. javanica intact eggs reduction is attributed to enzymatic activity, once the extract showed proteolytic and chitinolytic activities of, respectively, 32.74 and 3.57 U/mL. The purification of E. trigona latex with size-exclusion chromatography allowed partially purification of three distinct proteases. The molecular weight of proteases was estimated at approximately: 36, 31 and 29 kDa, for trigonin 1, 2 and 3, respectively. The pH and temperature that provided highest protease activity were 4.0, 6.0 and 9.0, and temperature of 70 °C. The proteases were inhibited by phenylmethylsulfonyl fluoride and iodoacetamide. The pool of three proteases present in E. trigona latex reduced significantly (p<0.01) the number of live M. incognita J 2 in 96% after 24 hours treatment. The partial purification of the proteases present in E. milii latex indicated that these proteases are milin and miliin. These enzymes reduced the Panagrallus redivivus larvae number by 65.59 % and 96.46 % after 24 and 48 hours, respectively (p<0.01). Dextranase produced by the fungus P. chlamydosporia was purified to homogeneity in two steps, with a yield of 152 %, purification factor of 6.84 and specific activity of 358.63 U/mg. Its molecular weight was estimated by SDS-PAGE at 64 kDa. The enzyme presented higher activity at 50 °C and pH 5.0, using 100 mM citrate-phosphate buffer, was inhibited by Ag 1+ , Hg 2+ , Cu 2+ , Mg 2+ , and presented K M of 1.77 g/L. Mature dextranase is composed of 585 amino acids residues, with a predicted molecular weight of 64.38 kDa and pI 5.96. This dextranase showed a strong phylogenetic similarity when compared to Trichoderma harzianum dextranase. Its structure consists of two domains: the first composed by 15 β strands, and the second composed by a right-handed parallel β-helix. These results evidence the biotechnological potential of these fungi, plants and their extracellular enzymes to nematodes control, and provide information about the dextranase produced by P. chlamydosporia fungus, which can be used for future industrial applications of this enzyme.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:123456789/18827 |
| Date | 02 March 2018 |
| Creators | Sufiate, Bruna Leite |
| Contributors | Soares, Filippe Elias de Freitas, Queiroz, José Humberto de |
| Publisher | Universidade Federal de Viçosa |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFV, instname:Universidade Federal de Viçosa, instacron:UFV |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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