Caracterização de transportadores de xilose mutagenizados para engenheiramento de cepas de "Saccharomyces cerevisiae" : Characterization of mutagenized xylose transporters for the engeneering of "Saccharomyces cerevisiae" strains

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Zanini, Guilherme Keppe, 1992-
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636731
Resumo: Orientador: Juliana Velasco de Castro Oliveira
id UNICAMP-30_273b1b543131d7c17c1b56062ed15737
oai_identifier_str oai::1091146
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Caracterização de transportadores de xilose mutagenizados para engenheiramento de cepas de "Saccharomyces cerevisiae" : Characterization of mutagenized xylose transporters for the engeneering of "Saccharomyces cerevisiae" strainsCharacterization of mutagenized xylose transporters for the engeneering of "Saccharomyces cerevisiae" strainsXiloseSaccharomyces cerevisiaeEvolução dirigidaMutagêneseXyloseSaccharomyces cerevisiaeDirected evolutionMutagenesisOrientador: Juliana Velasco de Castro OliveiraDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: O cenário atual de constante crescimento da demanda por combustíveis traz a necessidade de se buscar por novas fontes alternativas de energia e ambientalmente mais corretas. O etanol de segunda geração, proveniente da fermentação de açúcares da biomassa vegetal, como o bagaço da cana-de-açúcar, aparece como uma alternativa sustentável para substituir, em parte, os combustíveis fósseis, mas depende da resolução de alguns entraves biotecnológicos, como o transporte e metabolização de xilose pela Saccharomyces cerevisiae. Frente a isso, este projeto teve por objetivo melhorar a eficiência de dois transportadores, o HxtB de Aspergillus niger e Gxf1 da Candida intermedia através da introdução de mutações aleatórias via PCR error prone (técnica de PCR com mutações induzidas). Como resultado, foram gerados 119 clones para o transportador Gxf1 mutado e 87 para o transportador HxtB, na cepa S. cerevisiae EBY VW.4000 que possui todos seus transportadores deletados, exceto os para maltose. Estes clones foram avaliados quanto à eficiência do transporte de xilose em diferentes concentrações deste açúcar por ensaios de drop out e, os que apresentaram melhores resultados de crescimento em relação aos controles (cepas contendo os transportadores sem mutação), foram posteriormente avaliados pela construção de curvas de crescimento em meio líquido. Para os clones com fenótipos melhorados para o transporte de xilose, observou-se que a maioria das mutações inseridas estão em domínios relacionados ao transporte de açúcar, entretanto, estudos estruturais mais aprofundados devem ser realizados para se elucidar a real influência de cada mutação. Além disso, este projeto objetivou a melhoria do consumo de xilose em cepas de S. cerevisiae PE-2 JAY291 haploides contendo os transportadores HxtB, Gxf1 e o plasmídeo pRH274 (para metabolização da xilose) por meio da mutagenização com etilmetanosulfonato e evolução dirigida. A evolução foi feita através de repiques sucessivos em meios de cultura contendo xilose em semi-anaerobiose e anaerobiose, com avaliação do crescimento de 23 clones mutados. Nesta etapa, quatro clones se destacaram no experimento, cada qual em uma condição de evolução específica, mostrando que as mutações inseridas no genoma dos mesmos conferiu características distintas pra cada um. Embora vários grupos de pesquisa no Brasil, e principalmente no exterior, vêm trabalhando nesta temática, ainda não foi obtido um microrganismo totalmente adaptado às condições brasileiras para produção de etanol 2G a partir da fermentação da xilose de forma economicamente viável. Estes transportadores, bem como a posterior identificação e validação das modificações genéticas das cepas evoluídas, contribuirão para o futuro engenheiramento genético racional de linhagens de leveduras industriaisAbstract: The current scenario of the constant growth of the demand for fuels brings with it the need to search for more sustainable and environmentally friendly energy sources. In this scenario, second generation bioethanol from the fermentation of sugar from biomass, such as sugarcane bagasse, appears as a sustainable alternative to replace fossil fuels in part, but depends on the resolution of some biotechnology barriers, such as the transport and metabolization of pentoses, mainly xylose, by the yeast Saccharomyces cerevisiae. Consequently, this project aimed to improve the efficiency of two transporters, the HxtB of Aspergillus niger and Gxf1 of Candida intermedia through the introduction of random mutations via error prone PCR. With this technique, 119 clones of Gxf1 and 87 clones of HxtB were generated in the S. cerevisiae EBY VW.4000 strain which has all of its transporters deleted except those for maltose. These clones were evaluated for the transport of xylose and other sugars at different concentrations by drop out assays, and those, which showed the best growth results in comparison with the controls (strains with the wild type transporters), was evaluated by growth curves in liquid medium. It has been observed that for clones with improved phenotypes for xylose transport, the inserted mutations are located in sugar transport domains. However, more in-depth structural studies must be performed to elucidate the real influence of each mutation. In addition, this project aimed at improving xylose consumption in haploid S. cerevisiae PE-2 JAY291 strains containing the HxtB and Gxf1 transporters as well as the plasmid pRH274 for xylose metabolism through mutagenization with ethylmethanesulfonate (EMS) and direct evolution. The evolution was made through successive culture of the mutants in culture media containing xylose in semi-anaerobiosis and anaerobiosis, with evaluation of the growth of 23 clones. In this step, four clones were distinguished in the experiment, each one in a specific evolution condition, showing that the mutations inserted in the genome of each one resulted in different growth characteristics and consequently different xylose consumption. Although several research groups in Brazil, and mainly abroad, have been working on this subject, a microorganism fully adapted to the Brazilian conditions for the production of 2G ethanol from the xylose fermentation in an economically viable manner has not been obtained yet. These transporters, as well as the subsequent identification and validation of the genetic modifications of the evolved strains, will certainly contribute to the future rational genetic engineering of industrial yeast strainsMestradoGenética de MicroorganismosMestre em Genética e Biologia MolecularCNPQ131755/2015-3[s.n.]Oliveira, Juliana Velasco de Castro, 1979-Goldbeck, RosanaLiberato, Marcelo VizonáUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de BiologiaPrograma de Pós-Graduação em Genética e Biologia MolecularUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASZanini, Guilherme Keppe, 1992-20172017-09-22T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (131 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636731ZANINI, Guilherme Keppe. Caracterização de transportadores de xilose mutagenizados para engenheiramento de cepas de "Saccharomyces cerevisiae": Characterization of mutagenized xylose transporters for the engeneering of "Saccharomyces cerevisiae" strains. 2017. 1 recurso online (131 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636731. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1091146Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-05-23T12:06:19Zoai::1091146Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2022-05-23T12:06:19Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Caracterização de transportadores de xilose mutagenizados para engenheiramento de cepas de "Saccharomyces cerevisiae" : Characterization of mutagenized xylose transporters for the engeneering of "Saccharomyces cerevisiae" strains
Characterization of mutagenized xylose transporters for the engeneering of "Saccharomyces cerevisiae" strains
title Caracterização de transportadores de xilose mutagenizados para engenheiramento de cepas de "Saccharomyces cerevisiae" : Characterization of mutagenized xylose transporters for the engeneering of "Saccharomyces cerevisiae" strains
spellingShingle Caracterização de transportadores de xilose mutagenizados para engenheiramento de cepas de "Saccharomyces cerevisiae" : Characterization of mutagenized xylose transporters for the engeneering of "Saccharomyces cerevisiae" strains
Zanini, Guilherme Keppe, 1992-
Xilose
Saccharomyces cerevisiae
Evolução dirigida
Mutagênese
Xylose
Saccharomyces cerevisiae
Directed evolution
Mutagenesis
title_short Caracterização de transportadores de xilose mutagenizados para engenheiramento de cepas de "Saccharomyces cerevisiae" : Characterization of mutagenized xylose transporters for the engeneering of "Saccharomyces cerevisiae" strains
title_full Caracterização de transportadores de xilose mutagenizados para engenheiramento de cepas de "Saccharomyces cerevisiae" : Characterization of mutagenized xylose transporters for the engeneering of "Saccharomyces cerevisiae" strains
title_fullStr Caracterização de transportadores de xilose mutagenizados para engenheiramento de cepas de "Saccharomyces cerevisiae" : Characterization of mutagenized xylose transporters for the engeneering of "Saccharomyces cerevisiae" strains
title_full_unstemmed Caracterização de transportadores de xilose mutagenizados para engenheiramento de cepas de "Saccharomyces cerevisiae" : Characterization of mutagenized xylose transporters for the engeneering of "Saccharomyces cerevisiae" strains
title_sort Caracterização de transportadores de xilose mutagenizados para engenheiramento de cepas de "Saccharomyces cerevisiae" : Characterization of mutagenized xylose transporters for the engeneering of "Saccharomyces cerevisiae" strains
author Zanini, Guilherme Keppe, 1992-
author_facet Zanini, Guilherme Keppe, 1992-
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Oliveira, Juliana Velasco de Castro, 1979-
Goldbeck, Rosana
Liberato, Marcelo Vizoná
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia
Programa de Pós-Graduação em Genética e Biologia Molecular
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Zanini, Guilherme Keppe, 1992-
dc.subject.por.fl_str_mv Xilose
Saccharomyces cerevisiae
Evolução dirigida
Mutagênese
Xylose
Saccharomyces cerevisiae
Directed evolution
Mutagenesis
topic Xilose
Saccharomyces cerevisiae
Evolução dirigida
Mutagênese
Xylose
Saccharomyces cerevisiae
Directed evolution
Mutagenesis
description Orientador: Juliana Velasco de Castro Oliveira
publishDate 2017
dc.date.none.fl_str_mv 2017
2017-09-22T00:00:00Z
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.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636731
ZANINI, Guilherme Keppe. Caracterização de transportadores de xilose mutagenizados para engenheiramento de cepas de "Saccharomyces cerevisiae": Characterization of mutagenized xylose transporters for the engeneering of "Saccharomyces cerevisiae" strains. 2017. 1 recurso online (131 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636731. Acesso em: 3 set. 2024.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636731
identifier_str_mv ZANINI, Guilherme Keppe. Caracterização de transportadores de xilose mutagenizados para engenheiramento de cepas de "Saccharomyces cerevisiae": Characterization of mutagenized xylose transporters for the engeneering of "Saccharomyces cerevisiae" strains. 2017. 1 recurso online (131 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636731. Acesso em: 3 set. 2024.
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1091146
Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDF
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
1 recurso online (131 p.) : il., digital, arquivo PDF.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1809189146814578688

Registros relacionados