Otimização, caracterização e atividade biológica do biopigmento de Amycolatopsis sp. UFPEDA 3422
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/38477 |
Resumo: | Biopigmentos produzidos por micro-organismos são considerados uma alternativa aos pigmentos sintéticos para utilização em diversos setores industriais. As Actinobactérias são produtoras de uma variedade de pigmentos e o gênero Amycolatopsis, pertencente a este filo, representa um produtor potencial ainda pouco relatado. Desse modo, este trabalho teve por objetivo otimizar e caracterizar a produção de pigmento por Amycolatopsis sp. UFPEDA 3422 bem como avaliar a atividade biológica deste, a fim de verificar suas possíveis aplicações biotecnológicas. Na identificação do micro-organismo foram utilizadas análises morfológicas e biologia molecular (16S rRNA). Para produção do pigmento, o micro-organismo foi cultivado em fermentação submersa no meio de cultura Hickey-Tresner (HT), a 37º C,48 h. A otimização da produção foi realizada utilizando planejamento fatorial em três níveis de variação, com as variáveis: concentração carbono/ concentração de nitrogênio (6:1; 6:2; 6:3; 10:1; 10:2; 10:3; 14:1; 14:2 e 14:3) e agitação (120, 150 e 180 rpm). O pigmento foi extraído a partir da biomassa com adição de solvente acetato de etila (3:1 v/p) e analisado por espectro de luz UV. Com o pigmento obtido foram realizados ensaios de avaliação da atividade antimicrobiana, antioxidante, fitotóxica, citotóxica, e elucidação da estrutura química. O pigmento bruto extraído apresenta picos de absorção em 470 nm e 540 nm. A maior produção de pigmento (121,4 UA 540 nm e 134,65 UA 470 nm) foi obtida com 10 g de glicose, 3 g de triptona e 150 rpm. A maior concentração de biomassa obtida foi 56,4 g/L. Após a purificação foram obtidas duas frações do pigmento, uma vermelha (fração A) com pico de absorção em ~535 nm e ombro em ~500 nm e outra violácea enegrecida (fração B) com pico em ~550 nm. A fração A apresentou CMI de 250 μg/mL para Staphylococcus aureus e a fração B de 1000 μg/mL para Pseudomonas aeruginosa. As frações apresentaram EC50 (125 μg/mL) na atividade antioxidante total e demonstraram atividade antioxidante no método DPPH (2,2-difenil-1-picrylhydrazil), com EC50 de 1000 μg/mL (fração A) e 250 μg/mL (fração B). No ensaio ABTS (2,20-azino-bis ácido 3-ethylbenzthiazoline-6-sulfônico), a fração A apresentou percentual de remoção de 19,7% (500 μg/mL) e a fração B de 57,01% (1000 μg/mL). As frações A e B apresentaram baixo efeito fitotóxico em sementes de pepino e alface e não apresentaram citotoxicidade frente as linhagens celulares L929, Vero, HeLa, HT-29 e MCF-7 na concentração de 50 μg/mL. Os resultados sugerem a possibilidade de aplicação biotecnológica do pigmento produzido por Amycolatopsis sp. em diversas áreas de interesse comercial e podem subsidiar pesquisas futuras. |
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UFPEDA 3422 bem como avaliar a atividade biológica deste, a fim de verificar suas possíveis aplicações biotecnológicas. Na identificação do micro-organismo foram utilizadas análises morfológicas e biologia molecular (16S rRNA). Para produção do pigmento, o micro-organismo foi cultivado em fermentação submersa no meio de cultura Hickey-Tresner (HT), a 37º C,48 h. A otimização da produção foi realizada utilizando planejamento fatorial em três níveis de variação, com as variáveis: concentração carbono/ concentração de nitrogênio (6:1; 6:2; 6:3; 10:1; 10:2; 10:3; 14:1; 14:2 e 14:3) e agitação (120, 150 e 180 rpm). O pigmento foi extraído a partir da biomassa com adição de solvente acetato de etila (3:1 v/p) e analisado por espectro de luz UV. Com o pigmento obtido foram realizados ensaios de avaliação da atividade antimicrobiana, antioxidante, fitotóxica, citotóxica, e elucidação da estrutura química. O pigmento bruto extraído apresenta picos de absorção em 470 nm e 540 nm. A maior produção de pigmento (121,4 UA 540 nm e 134,65 UA 470 nm) foi obtida com 10 g de glicose, 3 g de triptona e 150 rpm. A maior concentração de biomassa obtida foi 56,4 g/L. Após a purificação foram obtidas duas frações do pigmento, uma vermelha (fração A) com pico de absorção em ~535 nm e ombro em ~500 nm e outra violácea enegrecida (fração B) com pico em ~550 nm. A fração A apresentou CMI de 250 μg/mL para Staphylococcus aureus e a fração B de 1000 μg/mL para Pseudomonas aeruginosa. As frações apresentaram EC50 (125 μg/mL) na atividade antioxidante total e demonstraram atividade antioxidante no método DPPH (2,2-difenil-1-picrylhydrazil), com EC50 de 1000 μg/mL (fração A) e 250 μg/mL (fração B). No ensaio ABTS (2,20-azino-bis ácido 3-ethylbenzthiazoline-6-sulfônico), a fração A apresentou percentual de remoção de 19,7% (500 μg/mL) e a fração B de 57,01% (1000 μg/mL). As frações A e B apresentaram baixo efeito fitotóxico em sementes de pepino e alface e não apresentaram citotoxicidade frente as linhagens celulares L929, Vero, HeLa, HT-29 e MCF-7 na concentração de 50 μg/mL. Os resultados sugerem a possibilidade de aplicação biotecnológica do pigmento produzido por Amycolatopsis sp. em diversas áreas de interesse comercial e podem subsidiar pesquisas futuras.CAPESBiopigments produced by microorganisms are considered an alternative to synthetic pigments for use in several industrial sectors. Actinobacteria are producers of a variety of pigments and the genus Amycolatopsis, belonging to this phylum, represents a potential producer that is still underreported. Thus, this work aimed to optimize and characterize the pigment production by Amycolatopsis sp. UFPEDA 3422 and to evaluate its biological activity, in order to verify its possible biotechnological applications. In the identification of the microorganism, morphological analyzes and molecular biology (16S rRNA) were used. To produce the pigment, the microorganism was cultured in submerged fermentation in the Hickey-Tresner (HT) culture medium, at 37º C, 48 h. The optimization of production was carried out using factorial planning in three levels of variation, with the variables: carbon concentration / nitrogen concentration (6:1; 6: 2; 6: 3; 10: 1; 10: 2; 10: 3; 14: 1; 14: 2 and 14: 3) and agitation (120, 150 and 180 rpm). The pigment was extracted from the biomass, with the addition of ethyl acetate solvent (3:1 v/w) and analyzed by UV light spectrum. With the obtained pigment, tests were carried out to evaluate the antimicrobial, antioxidant, phytotoxic, cytotoxic activity and elucidation of the chemical structure. The extracted crude pigment shows absorption peaks at 470 nm and 540 nm. The highest pigment production (121.4 AU 540 nm and 134.65 UA 470 nm) was obtained with 10 g of glucose, 3 g of tryptone and 150 rpm. The highest concentration of biomass obtained was 56.4 g / L. After purification, two pigment fractions were obtained, one red (fraction A) with an absorption peak at ~ 535 nm and shoulder at ~ 500 nm and another blackish violet (fraction B) with a peak at ~550 nm. Fraction A showed an MIC of 250 μg/mL for Staphylococcus aureus and fraction B of 1000 μg / mL for Pseudomonas aeruginosa. The fractions showed EC 50 (125 μg / mL) in total antioxidant activity and demonstrated antioxidant activity in the DPPH method (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazil), with EC50 of 1000 μg/mL (fraction A) and 250 μg/mL ( fraction B). In the ABTS test (2.20-azino-bis 3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid), fraction A showed a removal percentage of 19.7% (500 μg /mL) and fraction B of 57.01% (1000 μg /mL). Fractions A and B showed low phytotoxic effect on cucumber and lettuce seeds and did not show cytotoxicity against the cell lines L929, Vero, HeLa, HT-29 and MCF-7 at a concentration of 50 μg / mL. The results suggest the possibility of biotechnological application of the pigment produced by Amycolatopsis sp. In several areas of commercial interest and may support future research.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Biotecnologia IndustrialUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessPigmentosBactériasActinomicetosOtimização, caracterização e atividade biológica do biopigmento de Amycolatopsis sp. UFPEDA 3422info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPECC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/38477/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82310https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/38477/3/license.txtbd573a5ca8288eb7272482765f819534MD53ORIGINALDISSERTAÇÃO Amanda Maria da Silva.pdfDISSERTAÇÃO Amanda Maria da Silva.pdfapplication/pdf3196111https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/38477/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Amanda%20Maria%20da%20Silva.pdffb3520078b987ae4858a892e159d10baMD51TEXTDISSERTAÇÃO Amanda Maria da Silva.pdf.txtDISSERTAÇÃO Amanda Maria da Silva.pdf.txtExtracted texttext/plain247250https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/38477/4/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Amanda%20Maria%20da%20Silva.pdf.txt7f2514d4f147d0512158a40d47cffb20MD54THUMBNAILDISSERTAÇÃO Amanda Maria da Silva.pdf.jpgDISSERTAÇÃO Amanda Maria da Silva.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1218https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/38477/5/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Amanda%20Maria%20da%20Silva.pdf.jpg3861e990f96f806678e6cba4fb691b9eMD55123456789/384772020-11-04 02:17:06.334oai:repositorio.ufpe.br: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ório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpe.br/oai/requestattena@ufpe.bropendoar:22212020-11-04T05:17:06Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)false |
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