Identificação e quantificação da expressão dos genes envolvidos no transporte de xilose na levedura Candida guilliermondii FTI 20037

• Autor(a) principal: Queiroz, Sarah de Souza
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97132/tde-28112019-140247/
• topic: Candida tropicalis; Candida tropicalis; Glicose; Glucose; Proteínas transportadoras; Transporter proteins; Xilitol; Xilose; Xylitol; Xylose

Biomassas lignocelulósicas são abundantes no planeta e fontes ricas em carboidratos que podem ser empregadas na indústria biotecnológica e então aproveitadas em diferentes bioprocessos, a exemplo da produção de xilitol. Os processos industriais que empregam microrganismos capazes de promover a bioconversão desta matéria prima são majoritariamente concentrados na utilização de hexoses advindas da fração celulósica, enquanto a fração hemicelulósica, rica em pentoses, principalmente xilose, necessita de melhorias para o estabelecimento de um bioprocesso industrial. As leveduras do gênero Candida, que possuem a maquinaria metabólica necessária para metabolizar a molécula de xilose, possuem a capacidade de conversão desta molécula em xilitol, um açúcarálcool de grande valor comercial. No metabolismo de xilose é importante considerar a proporção de NAD(P)H:NAD(P)+, uma vez que ao manter o poder redutor, será favorecida a atividade da xilose redutase (XR), enzima chave no primeiro passo da conversão de xilose a xilitol que necessita da forma reduzida como cofator. Sendo assim, em meios formulados com a mistura de pentoses e hexoses, a exemplo de hidrolisados hemicelulósicos, é importante considerar a presença da molécula de glicose, e a proporção entre estes dois açúcares no meio, em função dos efeitos gerados na assimilação destes monossacarídeos. Avanços das pesquisas envolvendo genética molecular e sinalização celular evidenciaram a existência de uma relação entre o transporte de açúcares e o fluxo metabólico, cuja importância foi demonstrada partir da identificação de proteínas transportadoras de xilose de alta afinidade em leveduras capazes de metabolizar pentoses. Considerando a potencialidade de Candida guilliermondii FTI 20037 na bioconversão de xilose em xilitol, este trabalho teve o objetivo de identificar e quantificar a expressão dos genes envolvidos no transporte de xilose nesta levedura. No entanto, como ponto de partida, foram realizados experimentos de confirmação de espécie, com base na sequência região do rDNA, foi encontrado que a linhagem Candida guilliermondii FTI 20037 utilizada na pesquisa se trata da espécie Candida tropicalis. Sendo assim, após a posterior aplicação de ferramentas de bioinformática/utilização de bancos de dados in silico, foram identificadas 16 possíveis proteínas transportadoras de xilose no genoma de Candida tropicalis. A relação filogenética entre elas foi construída, sendo duas proteínas potenciais transportadoras selecionadas (CtGX2 e CtXUT1). Ensaios de cinética de consumo de xilose pela levedura realizados sob diferentes condições de fontes de carbono xilose, glicose e a mistura destes monossacarídeos como composição principal do meio de cultivo permitiram a avaliação do padrão de consumo e posterior determinação da expressão relativa dos genes codificantes das respectivas proteínas via qPCR. Foi determinado que o intervalo de 21-36h de fermentação é correspondente ao pico de absorção de xilose pela C. tropicalis e a correlação obtida a partir destes dados com os resultados de expressão gênica apontaram que, ambos os genes selecionados são capazes de transportar a molécula de xilose, embora com afinidades distintas, sendo que CtXUT1 apresentou indícios de especificidade para o transporte de xilose ao ser expresso apenas na condição de depleção de glicose do meio de cultivo.