Ethanol stress responses of Kluyveromyces marxianus CCT 7735 revealed by proteomics and metabolomics analyses

• Autor(a) principal: Alvim, Mariana Caroline Tocantins
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/30177
• topic: Kluyveromyces marxianus; Etanol; Membrana - Permeabilidade; Stress oxidativo; Microbiologia Industrial e de Fermentação

No contexto de produção de bioetanol, leveduras não-Saccharomyces, como Kluyveromyces marxianus, vêm recebendo atenção especial. K. marxianus apresenta características fisiológicas desejáveis para a produção desse biocombustível, tais como capacidade de assimilar pentoses e dissacarídeos além da sacarose – presentes nos resíduos agroindustriais e florestais – e termotolerância. Entretanto, K. marxianus não tolera altas concentrações deste álcool, ao contrário da levedura convencional Saccharomyces cerevisiae. Além disso, as respostas fisiológicas dessas leveduras ao etanol não são bem elucidadas; portanto, faz-se necessário caracterizá-las, tendo como perspectiva a aplicação deste conhecimento em estratégias de engenharia metabólica para a obtenção de linhagens tolerantes a este álcool. Assim, este trabalho teve como objetivo determinar, via perfis proteico e metabólico, as respostas apresentadas por K. marxianus CCT 7735 ao etanol por 1 e 4 horas. Foi observado em 1 h de estresse que, embora as enzimas da via glicolítica e álcool desidrogenases sejam mais abundantes, lactose e etanol não são consumidos pela levedura. Por outro lado, em 4 h a abundância de proteínas envolvidas nas vias de consumo de carbono e no processo de tradução reduziu. Além disso, houve aumento na abundância de proteínas e metabólitos relacionados com respostas aos estresses oxidativo e osmótico, bem como de proteínas de choque térmico. Curiosamente, em 1 h de exposição ao etanol, a abundância da ATPase de membrana plasmática aumentou, o que possivelmente ocorreu como uma resposta adaptativa a fim de evitar a dissipação da força próton-motiva que está associada ao aumento da permeabilidade causada pelo etanol. No entanto, em 1 e 4 h de estresse, respectivamente, o nível dos metabólitos trealose, ergosterol e de alguns aminoácidos diminuiu. Portanto, os resultados obtidos neste estudo forneceram informações relevantes para auxiliar o entendimento das respostas apresentadas por K. marxianus, ao estresse por etanol.