Avaliação da expressão de ligninases de actinobactérias provenientes de biomas brasileiros

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Gutierres, Fernanda Camila [UNIFESP]
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UNIFESP
Texto Completo: https://hdl.handle.net/11600/71332
Resumo: As actinobactérias são bactérias conhecidas por suas habilidades em produzir muitos compostos bioativos, incluindo enzimas com múltiplas aplicações industriais e são encontradas em vários biomas brasileiros. Esse estudo teve como objetivo avaliar a produção de enzimas lignocelulolíticas como lignina peroxidase e lacase presentes no meio extracelular das culturas de actinobactérias isoladas de amostras de solo e rizosfera coletadas na Caatinga, Mata Atlântica e Floresta Amazônica. Essas enzimas desempenham um papel essencial na decomposição da lignina, através da oxidação de compostos fenólicos e não fenólicos, bem como na hidrólise enzimática da biomassa vegetal. Nesse sentido, um total de 173 actinobactérias foram investigadas em ensaios miniaturizados. Dez actinobactérias foram selecionadas para caracterização bioquímica. A actinobactéria AC 166 apresentou atividade de Lacase (1,8 U/L) e Lignina peroxidase (78 U/L). Para essas atividades foram avaliadas a termoestabilidade (4, 30 e 60 °C), o efeito de salinidade (0 a 4 M) e o efeito de variações de pH (2,0 a 9,0) dos extratos brutos contendo Lignina peroxidase (EC 1.11.1.14) e Lacase (EC 1.10.3.2). As atividades se mostraram estáveis com relação a todos os parâmetros. Paralelo a esses ensaios, foram analisados os Líquidos Iônicos e diferentes Misturas Eutéticas como agentes solvatantes para avaliar a biodisponibilidade dos substratos lignocelulósicos. Entre 0,01% e 2% esses solvatantes apresentaram pouca ou nenhuma toxicidade. A atividade da Lignina peroxidase na amostra AC 16 em duas Misturas Eutéticas, foi de 10,8 U/L e 15,2 U/L , AC 22: 9,9 U/L e 15,3, AC 76: 11,7 e 5,9 e AC 166: 10,1 e 11,6 U/L. Liquidos Iônicos e Misturas Eutéticas podem ser consideradas alternativas viáveis como solventes e co-solventes, uma vez que solubilizam a lignina e apresentam inúmeras vantagens ambientais. Com isso, as actinobactérias isoladas de biomas brasileiros exibiram potencial biotecnológico em relação às enzimas ligninolíticas para a degradação de materiais lignocelulósicos, mostrando perfis promissores para uma futura aplicação em biomassa lignocelulósica em biorrefinarias de bioetanol.
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Dez actinobactérias foram selecionadas para caracterização bioquímica. A actinobactéria AC 166 apresentou atividade de Lacase (1,8 U/L) e Lignina peroxidase (78 U/L). Para essas atividades foram avaliadas a termoestabilidade (4, 30 e 60 °C), o efeito de salinidade (0 a 4 M) e o efeito de variações de pH (2,0 a 9,0) dos extratos brutos contendo Lignina peroxidase (EC 1.11.1.14) e Lacase (EC 1.10.3.2). As atividades se mostraram estáveis com relação a todos os parâmetros. Paralelo a esses ensaios, foram analisados os Líquidos Iônicos e diferentes Misturas Eutéticas como agentes solvatantes para avaliar a biodisponibilidade dos substratos lignocelulósicos. Entre 0,01% e 2% esses solvatantes apresentaram pouca ou nenhuma toxicidade. A atividade da Lignina peroxidase na amostra AC 16 em duas Misturas Eutéticas, foi de 10,8 U/L e 15,2 U/L , AC 22: 9,9 U/L e 15,3, AC 76: 11,7 e 5,9 e AC 166: 10,1 e 11,6 U/L. Liquidos Iônicos e Misturas Eutéticas podem ser consideradas alternativas viáveis como solventes e co-solventes, uma vez que solubilizam a lignina e apresentam inúmeras vantagens ambientais. Com isso, as actinobactérias isoladas de biomas brasileiros exibiram potencial biotecnológico em relação às enzimas ligninolíticas para a degradação de materiais lignocelulósicos, mostrando perfis promissores para uma futura aplicação em biomassa lignocelulósica em biorrefinarias de bioetanol. Actinobacteria are bacteria known for their abilities to produce many bioactive compounds, including enzymes with multiple industrial applications and are found in several Brazilian biomes. The objective of this study was to evaluate the production of lignocellulolytic enzymes such as lignin peroxidase and laccase present in the extracellular medium of actinobacteria cultures isolated from soil and rhizosphere samples collected in the Caatinga, Atlantic Forest and Amazon Forest. These enzymes play an essential role in the decomposition of lignin, through the oxidation of phenolic and non-phenolic compounds, as well as in the enzymatic hydrolysis of plant biomass. In this sense, a total of 173 actinobacteria were investigated in miniaturized assays. Ten actinobacteria were selected for biochemical characterization. The actinobacterium AC 166 showed Lacase (1.8 U/L) and lignin peroxidase (78 U/L) activity. For these activities, the thermostability (4, 30 and 60 °C), the effect of salinity (0 to 4 M) and the effect of pH variations (2.0 to 9.0) of the crude extracts containing lignin peroxidase (EC 1.11.1.14) and Lacase (EC 1.10.3.2) were evaluated. The activities were stable in relation to all parameters. Parallel to these assays, ionic liquids and different euthetic mixtures were analyzed as solving agents to evaluate the bioavailability of lignocellulosic substrates. Between 0.01% and 2% of these solvants showed little or no toxicity. The activity of lignin peroxidase in the sample AC 16 in two Eutectic Mixtures was 10.8 U/L and 15.2 U/L, AC 22: 9.9 U/L and 15.3, AC 76: 11.7 and 5.9 and AC 166: 10.1 and 11.6 U/L. Ionic Liquids and Eutectic Mixtures can be considered viable alternatives as solvents and co-solvents, since they solubilize lignin and have numerous environmental advantages. Thus, actinobacteria isolated from Brazilian biomes exhibited biotechnological potential in relation to lignnolytic enzymes for the degradation of lignocellulosic materials, showing promising profiles for a future application in lignocellulosic biomass in bioethanol biorefineries.Universidade Federal de São PauloChagas, Jair Ribeiro [UNIFESP]Vasconcellos, Suzan Pantaroto [UNIFESP] http://lattes.cnpq.br/4254240006926714 http://lattes.cnpq.br/2482076525999383http://lattes.cnpq.br/1475479910452983Gutierres, Fernanda Camila [UNIFESP]2024-07-03T16:38:36Z2024-07-03T16:38:36Z2024-06-20info:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion114 f.application/pdfGUTIERRES, Fernanda Camila. Avaliação da expressão de ligninases de actinobactérias provenientes de biomas brasileiros. 2024. 114 f. Tese (Doutorado em Biologia Molecular) Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo. São Paulo, 2024.https://hdl.handle.net/11600/71332porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNIFESPinstname:Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)instacron:UNIFESP2024-08-14T01:47:59Zoai:repositorio.unifesp.br/:11600/71332Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.unifesp.br/oai/requestbiblioteca.csp@unifesp.bropendoar:34652024-08-14T01:47:59Repositório Institucional da UNIFESP - Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)false
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