New Papiliotrema laurentii UFV-1 strains with improved acetic acid tolerance selected by adaptive laboratory evolution

• Autor(a) principal: Almeida, Eduardo Luís Menezes de
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/28274
• topic: Plantas oleaginosas; Inibidores químicos; Biomassa vegetal; Biocombustíveis; Microbiologia Industrial e de Fermentação

Novas linhagens de papiliotrema laurentii ufv-1 com maior tolerância ao ácido acético selecionadas por evolução adaptativa em laboratório. Orientador: Wendel Batista da Silveira. Coorientadora: Rafaela Zandonade Ventorim. A escassez de combustíveis fosseis e o aumento na emissão de gases do efeito estufa têm incentivado o desenvolvimento de novas tecnologias para a produção de biodiesel. O óleo de soja é a matéria-prima mais empregada na produção de biodiesel no Brasil (69,8%); no entanto, sua utilização requer terras cultiváveis, água e nutrientes que podem ser utilizados para culturas de alimentos ou reflorestamento. Esses problemas podem ser evitados a partir da utilização de óleos de leveduras para a produção de biodiesel. A levedura oleaginosa Papiliotrema laurentii pode acumular grandes quantidades de lipídios e metabolizar açúcares liberados de biomassas lignocelulósicas. Devido à natureza recalcitrante da biomassa lignocelulósica, uma etapa de pré-tratamento é aplicada. No entanto, o pré-tratamento ácido, o mais utilizado para esse tipo de biomassa, leva à formação de componentes tóxicos que podem inibir o crescimento de leveduras. Dentre eles, o ácido acético é o mais abundante, e na sua forma dissociada difunde pela membrana celular e se dissocia no citosol, comprometendo a homeostase celular. Para contornar esse efeito inibitório, processos de detoxificação são aplicados para remover ou reduzir a concentração desses compostos. Porém, as estratégias de detoxificação comumente aplicadas são insuficientes para reduzir a concentração de ácido acético. Sendo assim, a utilização de leveduras oleaginosas capazes de tolerar o ácido acético é de interesse em bioprocessos envolvendo o uso de hidrolisados hemicelulósicos. Recentemente, o nosso grupo de pesquisa isolou e caracterizou uma P. laurentii capaz de atingir altos conteúdos de lipídios a partir de xilose. No entanto, foi observado que seu crescimento é prejudicado pelo ácido acético. Neste estudo, a estratégia de Evolução Adaptativa em Laboratório foi utilizada para selecionar linhagens de P. laurentii UFV-1 tolerantes ao ácido acético. Todas as linhagens evoluídas (ATS – Acetic acid Tolerant Strains) apresentaram o fenótipo de tolerância, isto é, foram capazes de crescer na presença de 1,5 g/L de ácido acético após 398 gerações. Porém, diferentes fenótipos foram observados entre as três linhagens evoluídas. Embora a ATS II apresentou, junto com a ATS I, maior tolerância ao ácido acético, ela exibiu trade-offs na ausência do ácido porque a produtividade de lipídios, biomassa e velocidade específica de crescimento diminuíram. ATS I e III apresentaram parâmetros fisiológicos similares àqueles apresentados pela linhagem parental (produção de lipídios, biomassa e consumo de açúcares).x Apesar disso, ATS III, ao contrário da ATS I, não apresentou o fenótipo oleaginoso (< 20% g lipídios/ g massa seca) na presença de 1.75 g/L de ácido acético. Portanto, a ATS I foi considerada a mais promissora, apresentando tolerância ao ácido acético e o fenótipo oleaginoso em todas as condições avaliadas neste estudo. Palavras-chave: Leveduras. Oleaginosas. Inibidores. Biomassa lignocelulósica.