Regulação do metabolismo de nitrato na levedura industrial Dekkera bruxellensis
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/39259 |
Resumo: | A levedura Dekkera bruxellensis tem capacidade de assimilar nitrato como única fonte de nitrogênio, uma vantagem adaptativa em meio industrial. Vários estudos mostraram os aspectos metabólicos da assimilação aeróbia do nitrato, mas pouco é conhecido sobre sua assimilação anaeróbia, algo relevante nos processos fermentativos industrias. O presente trabalho teve como objetivo preencher este vazio biológico. Na primeira etapa mostramos que esta levedura é capaz de crescer anaerobicamente em nitrato e produzir etanol no mesmo nível de Saccharomyces cerevisiae. Mesmo sem oxigênio, o padrão de expressão gênica mostrou indução do metabolismo oxidativo e de produção de ATP para suprir a alta demanda energética gerada pelo nitrato. Na segunda etapa mostramos que este alto crescimento celular foi induzido pelo acúmulo de proteínas da via glicolítica, dos processos de transcrição gênica e de síntese protéica, de purinas e de ATP. Já na presença de oxigênio, o proteoma revelou intensa produção de proteínas que respondem a estresse oxidativo e danos no DNA. Como conclusão, este trabalho mostra que o aumento da produção de etanol em nitrato em anaerobiose coincide com maior demanda energética observada nos altos níveis de expressão dos genes do metabolismo fermentativo e energético. Além disso, o nitrato pode ser considerado fonte primária de nitrogênio e que a deficiência no crescimento aeróbio se dá não por dificuldades na assimilação de nitrato, mas pelo intenso estresse oxidativo que é gerado pela sua assimilação. |
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Na primeira etapa mostramos que esta levedura é capaz de crescer anaerobicamente em nitrato e produzir etanol no mesmo nível de Saccharomyces cerevisiae. Mesmo sem oxigênio, o padrão de expressão gênica mostrou indução do metabolismo oxidativo e de produção de ATP para suprir a alta demanda energética gerada pelo nitrato. Na segunda etapa mostramos que este alto crescimento celular foi induzido pelo acúmulo de proteínas da via glicolítica, dos processos de transcrição gênica e de síntese protéica, de purinas e de ATP. Já na presença de oxigênio, o proteoma revelou intensa produção de proteínas que respondem a estresse oxidativo e danos no DNA. Como conclusão, este trabalho mostra que o aumento da produção de etanol em nitrato em anaerobiose coincide com maior demanda energética observada nos altos níveis de expressão dos genes do metabolismo fermentativo e energético. Além disso, o nitrato pode ser considerado fonte primária de nitrogênio e que a deficiência no crescimento aeróbio se dá não por dificuldades na assimilação de nitrato, mas pelo intenso estresse oxidativo que é gerado pela sua assimilação.CAPESThe yeast Dekkera bruxellensis has the capacity to assimilate nitrate as the sole source of nitrogen, an adaptive advantage in an industrial environment. Several studies have shown the metabolic aspects of aerobic assimilation of nitrate, but little is known about its anaerobic assimilation, something relevant in industrial fermentation processes. The present work aimed to fill this biological gap. In the first stage we show that this yeast is capable of growing anaerobically in nitrate and producing ethanol at the same level as Saccharomyces cerevisiae. Even without oxygen, the pattern of gene expression showed an induction of oxidative metabolism and ATP production to supply the high energy demand generated by nitrate. In the second stage, we show that this high cell growth was induced by the accumulation of proteins from the glycolytic pathway, the processes of gene transcription and protein synthesis, purines and ATP. In the presence of oxygen, the proteome revealed intense production of proteins that respond to oxidative stress and DNA damage. In conclusion, this work shows that the increase in ethanol production in nitrate in anaerobiosis coincides with the higher energy demand observed in the high levels of expression of the fermentative and energetic metabolism genes. In addition, nitrate can be considered a primary source of nitrogen and the deficiency in aerobic growth occurs not because of difficulties in the assimilation of nitrate, but because of the intense oxidative stress that is generated by its assimilation.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em GeneticaUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessExpressão gênicaDekkera bruxellensisFermentação alcoólicaRegulação do metabolismo de nitrato na levedura industrial Dekkera bruxellensisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETEXTTESE Irina Charlot Peña Moreno.pdf.txtTESE Irina Charlot Peña Moreno.pdf.txtExtracted texttext/plain439008https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/39259/4/TESE%20Irina%20Charlot%20Pe%c3%b1a%20Moreno.pdf.txt92470aebb741d34a4ceccb7321d1dc20MD54THUMBNAILTESE Irina Charlot Peña Moreno.pdf.jpgTESE Irina Charlot Peña Moreno.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1170https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/39259/5/TESE%20Irina%20Charlot%20Pe%c3%b1a%20Moreno.pdf.jpg80c8f223b154ae5b4152d0a4c8eeceebMD55LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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