Purificação e caracterização de xilanases do fungo Chrysoporthe cubensis e utilização na hidrólise de bagaço de cana-de-açúcar

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Gomes, Kamila de Sousa
Data de Publicação: 2014
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
Texto Completo: http://locus.ufv.br/handle/123456789/2474
Resumo: Lignocellulosic biomass is the world s most natural source of carbohydrates, consisting mainly of cellulose, hemicellulose and lignin. Much of the biomass isn t used due to the difficulty of access to the plant cell wall hydrolytic enzymes, resulting in difficulty in degradation of the wall and their subsequent conversion into fermentable sugars. The search for alternative fuels is one area that encourages the hydrolytic enzymes production, besides the food industry and the pulp and paper industry, which has been using enzymatic processes increasingly. The aims of this work were the purification and characterization of xylanases from Chrysoporthe cubensis. The fungus was grown under solid state fermentation using wheat bran as carbon source. For enzymes purification, the enzymatic extracts were submitted to the ion exchange chromatography (Q-Sepharose) and gel filtration (Sephadex S-200). The xilanases molecular mass was approximately 21.5 kDa to P2 and 41.5 kDa to P3, under denaturing conditions. The xylanases present in P1 showed better performance at 60° and pH 4.0, P2 at 55° C C and pH 3.0. P3 showed better performance at 80 ° and pH 3.0. The oat C spelt xylan was the best substrate hydrolyzed by P1 and P3, and P2 beechwood xylan. CMC and ρ-NP-βXil were not hydrolyzed by any of the xylanases. The KM value, using oat spelt xylan as substrate, was 2.65 mg/mL to P1; 1.81 mg/mL to P2 and 1.18 mg/mL to P3. Xylobiose and xylotriose were the main hydrolysis products of oat spelt xylan indicating that xylanases act as endo-β-1,4-xylanases. Xylanases also proved to be efficient in the sugarcane bagasse hydrolysis, due to the increase in the reducing sugars concentration, indicating potential for the process of biomass saccharification.
id UFV_fd7d32deaf78bda4d3f3d435e5027c54
oai_identifier_str oai:locus.ufv.br:123456789/2474
network_acronym_str UFV
network_name_str LOCUS Repositório Institucional da UFV
repository_id_str 2145
spelling Gomes, Kamila de Sousahttp://lattes.cnpq.br/5670189036983254Rezende, Sebastião Tavares dehttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787599A3Trevizano, Larissa Mattoshttp://lattes.cnpq.br/3860787717001357Fialho, Lílian da Silvahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4762340D3Guimarães, Valéria Montezehttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4798758T32015-03-26T13:07:38Z2015-01-212015-03-26T13:07:38Z2014-07-15GOMES, Kamila de Sousa. Purification and characterization of xylanases from fungus Chrysoporthe cubensis and application in hydrolysis of sugarcane bagasse. 2014. 72 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica e Biologia molecular de plantas; Bioquímica e Biologia molecular animal) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2014.http://locus.ufv.br/handle/123456789/2474Lignocellulosic biomass is the world s most natural source of carbohydrates, consisting mainly of cellulose, hemicellulose and lignin. Much of the biomass isn t used due to the difficulty of access to the plant cell wall hydrolytic enzymes, resulting in difficulty in degradation of the wall and their subsequent conversion into fermentable sugars. The search for alternative fuels is one area that encourages the hydrolytic enzymes production, besides the food industry and the pulp and paper industry, which has been using enzymatic processes increasingly. The aims of this work were the purification and characterization of xylanases from Chrysoporthe cubensis. The fungus was grown under solid state fermentation using wheat bran as carbon source. For enzymes purification, the enzymatic extracts were submitted to the ion exchange chromatography (Q-Sepharose) and gel filtration (Sephadex S-200). The xilanases molecular mass was approximately 21.5 kDa to P2 and 41.5 kDa to P3, under denaturing conditions. The xylanases present in P1 showed better performance at 60° and pH 4.0, P2 at 55° C C and pH 3.0. P3 showed better performance at 80 ° and pH 3.0. The oat C spelt xylan was the best substrate hydrolyzed by P1 and P3, and P2 beechwood xylan. CMC and ρ-NP-βXil were not hydrolyzed by any of the xylanases. The KM value, using oat spelt xylan as substrate, was 2.65 mg/mL to P1; 1.81 mg/mL to P2 and 1.18 mg/mL to P3. Xylobiose and xylotriose were the main hydrolysis products of oat spelt xylan indicating that xylanases act as endo-β-1,4-xylanases. Xylanases also proved to be efficient in the sugarcane bagasse hydrolysis, due to the increase in the reducing sugars concentration, indicating potential for the process of biomass saccharification.A biomassa lignocelulósica é a maior fonte de carboidratos naturais do mundo, sendo constituída principalmente por celulose, hemicelulose e lignina. Grande parte da biomassa não é aproveitada devido à dificuldade de acesso de enzimas hidrolíticas à parede celular vegetal, resultando na dificuldade de degradação da parede e sua posterior conversão em açúcares fermentáveis. A busca por combustíveis alternativos é uma das áreas que incentiva a produção de enzimas hidrolíticas, além do setor alimentício e da indústria de papel e celulose, que vêm utilizando cada vez mais processos enzimáticos. Neste trabalho, foi realizada a purificação, a caracterização cinética e bioquímica das xilanases do fungo Chrysoporthe cubensis e a aplicação das xilanases no processo de sacarificação do bagaço de cana-de açúcar. O fungo foi cultivado em meio sólido, utilizando farelo de trigo como fonte de carbono. O extrato enzimático foi submetido à cromatografia de troca iônica em coluna Q-Sepharose, seguido de cromatografia de exclusão molecular em coluna Sephacryl S-200. A massa molecular das xilanases determinada por SDS-PAGE, foi de aproximadamente 21,5 kDa para P2 e 41,5 kDa para P3. As xilanases presentes em P1 apresentaram atividade máxima a 60° e pH 4,0. P2 a C 55° e pH 3,0. Já P3 apresentou melhor atividade a 80° e pH 3,0. As C C enzimas P1 e P3 hidrolisaram melhor a xilana oat spelt, e P2 a xilana beechwood. Os substratos CMC e ρ-NP-βXil não foram hidrolisados por nenhuma das xilanases. O valor de KM, usando a xilana oat spelt como substrato, foi de 2,65 mg/mL para P1; 1,81 mg/mL para P2 e de 1,18 mg/mL para P3. Xilobiose e xilotriose foram os principais produtos de hidrólise da xilana oat spelt, indicando que as xilanases exercem a função de endo-β- 1,4-xilanases. As enzimas ainda mostraram-se eficientes na hidrólise do bagaço de cana-de açúcar, promovendo um aumento na concentração de açúcares redutores, mostrando-se promissoras para o processo de sacarificação de biomassa.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorapplication/pdfporUniversidade Federal de ViçosaMestrado em Bioquímica AgrícolaUFVBRBioquímica e Biologia molecular de plantas; Bioquímica e Biologia molecular animalChrysoporthe cubensisXilanasesCana-de-açúcarChrysoporthe cubensisXylanaseSugar caneCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::ENZIMOLOGIAPurificação e caracterização de xilanases do fungo Chrysoporthe cubensis e utilização na hidrólise de bagaço de cana-de-açúcarPurification and characterization of xylanases from fungus Chrysoporthe cubensis and application in hydrolysis of sugarcane bagasseinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:LOCUS Repositório Institucional da UFVinstname:Universidade Federal de Viçosa (UFV)instacron:UFVORIGINALtexto completo.pdfapplication/pdf6830279https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/2474/1/texto%20completo.pdfd9c99a0f85209b32546dd331f22d1cbeMD51TEXTtexto completo.pdf.txttexto completo.pdf.txtExtracted texttext/plain114883https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/2474/2/texto%20completo.pdf.txta9b5435271e135464fe7576f97fda1efMD52THUMBNAILtexto completo.pdf.jpgtexto completo.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg3730https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/2474/3/texto%20completo.pdf.jpg0865f6ae6609604fcfff03003c25697bMD53123456789/24742016-04-08 23:05:59.475oai:locus.ufv.br:123456789/2474Repositório InstitucionalPUBhttps://www.locus.ufv.br/oai/requestfabiojreis@ufv.bropendoar:21452016-04-09T02:05:59LOCUS Repositório Institucional da UFV - Universidade Federal de Viçosa (UFV)false
dc.title.por.fl_str_mv Purificação e caracterização de xilanases do fungo Chrysoporthe cubensis e utilização na hidrólise de bagaço de cana-de-açúcar
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Purification and characterization of xylanases from fungus Chrysoporthe cubensis and application in hydrolysis of sugarcane bagasse
title Purificação e caracterização de xilanases do fungo Chrysoporthe cubensis e utilização na hidrólise de bagaço de cana-de-açúcar
spellingShingle Purificação e caracterização de xilanases do fungo Chrysoporthe cubensis e utilização na hidrólise de bagaço de cana-de-açúcar
Gomes, Kamila de Sousa
Chrysoporthe cubensis
Xilanases
Cana-de-açúcar
Chrysoporthe cubensis
Xylanase
Sugar cane
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::ENZIMOLOGIA
title_short Purificação e caracterização de xilanases do fungo Chrysoporthe cubensis e utilização na hidrólise de bagaço de cana-de-açúcar
title_full Purificação e caracterização de xilanases do fungo Chrysoporthe cubensis e utilização na hidrólise de bagaço de cana-de-açúcar
title_fullStr Purificação e caracterização de xilanases do fungo Chrysoporthe cubensis e utilização na hidrólise de bagaço de cana-de-açúcar
title_full_unstemmed Purificação e caracterização de xilanases do fungo Chrysoporthe cubensis e utilização na hidrólise de bagaço de cana-de-açúcar
title_sort Purificação e caracterização de xilanases do fungo Chrysoporthe cubensis e utilização na hidrólise de bagaço de cana-de-açúcar
author Gomes, Kamila de Sousa
author_facet Gomes, Kamila de Sousa
author_role author
dc.contributor.authorLattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/5670189036983254
dc.contributor.author.fl_str_mv Gomes, Kamila de Sousa
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Rezende, Sebastião Tavares de
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787599A3
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Trevizano, Larissa Mattos
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/3860787717001357
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Fialho, Lílian da Silva
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4762340D3
dc.contributor.referee3.fl_str_mv Guimarães, Valéria Monteze
dc.contributor.referee3Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4798758T3
contributor_str_mv Rezende, Sebastião Tavares de
Trevizano, Larissa Mattos
Fialho, Lílian da Silva
Guimarães, Valéria Monteze
dc.subject.por.fl_str_mv Chrysoporthe cubensis
Xilanases
Cana-de-açúcar
topic Chrysoporthe cubensis
Xilanases
Cana-de-açúcar
Chrysoporthe cubensis
Xylanase
Sugar cane
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::ENZIMOLOGIA
dc.subject.eng.fl_str_mv Chrysoporthe cubensis
Xylanase
Sugar cane
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::ENZIMOLOGIA
description Lignocellulosic biomass is the world s most natural source of carbohydrates, consisting mainly of cellulose, hemicellulose and lignin. Much of the biomass isn t used due to the difficulty of access to the plant cell wall hydrolytic enzymes, resulting in difficulty in degradation of the wall and their subsequent conversion into fermentable sugars. The search for alternative fuels is one area that encourages the hydrolytic enzymes production, besides the food industry and the pulp and paper industry, which has been using enzymatic processes increasingly. The aims of this work were the purification and characterization of xylanases from Chrysoporthe cubensis. The fungus was grown under solid state fermentation using wheat bran as carbon source. For enzymes purification, the enzymatic extracts were submitted to the ion exchange chromatography (Q-Sepharose) and gel filtration (Sephadex S-200). The xilanases molecular mass was approximately 21.5 kDa to P2 and 41.5 kDa to P3, under denaturing conditions. The xylanases present in P1 showed better performance at 60° and pH 4.0, P2 at 55° C C and pH 3.0. P3 showed better performance at 80 ° and pH 3.0. The oat C spelt xylan was the best substrate hydrolyzed by P1 and P3, and P2 beechwood xylan. CMC and ρ-NP-βXil were not hydrolyzed by any of the xylanases. The KM value, using oat spelt xylan as substrate, was 2.65 mg/mL to P1; 1.81 mg/mL to P2 and 1.18 mg/mL to P3. Xylobiose and xylotriose were the main hydrolysis products of oat spelt xylan indicating that xylanases act as endo-β-1,4-xylanases. Xylanases also proved to be efficient in the sugarcane bagasse hydrolysis, due to the increase in the reducing sugars concentration, indicating potential for the process of biomass saccharification.
publishDate 2014
dc.date.issued.fl_str_mv 2014-07-15
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2015-03-26T13:07:38Z
dc.date.available.fl_str_mv 2015-01-21
2015-03-26T13:07:38Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv GOMES, Kamila de Sousa. Purification and characterization of xylanases from fungus Chrysoporthe cubensis and application in hydrolysis of sugarcane bagasse. 2014. 72 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica e Biologia molecular de plantas; Bioquímica e Biologia molecular animal) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2014.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://locus.ufv.br/handle/123456789/2474
identifier_str_mv GOMES, Kamila de Sousa. Purification and characterization of xylanases from fungus Chrysoporthe cubensis and application in hydrolysis of sugarcane bagasse. 2014. 72 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica e Biologia molecular de plantas; Bioquímica e Biologia molecular animal) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2014.
url http://locus.ufv.br/handle/123456789/2474
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Viçosa
dc.publisher.program.fl_str_mv Mestrado em Bioquímica Agrícola
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFV
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Bioquímica e Biologia molecular de plantas; Bioquímica e Biologia molecular animal
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Viçosa
dc.source.none.fl_str_mv reponame:LOCUS Repositório Institucional da UFV
instname:Universidade Federal de Viçosa (UFV)
instacron:UFV
instname_str Universidade Federal de Viçosa (UFV)
instacron_str UFV
institution UFV
reponame_str LOCUS Repositório Institucional da UFV
collection LOCUS Repositório Institucional da UFV
bitstream.url.fl_str_mv https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/2474/1/texto%20completo.pdf
https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/2474/2/texto%20completo.pdf.txt
https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/2474/3/texto%20completo.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv d9c99a0f85209b32546dd331f22d1cbe
a9b5435271e135464fe7576f97fda1ef
0865f6ae6609604fcfff03003c25697b
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv LOCUS Repositório Institucional da UFV - Universidade Federal de Viçosa (UFV)
repository.mail.fl_str_mv fabiojreis@ufv.br
_version_ 1801212915870597120