Fitopatógenos de cana-de-açúcar: caracterização do potencial de produção de enzimas lignocelulolíticas

• Autor(a) principal: Candeo, Esteffany de Souza
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/15785
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS; Cana-de-açúcar; Enzimas; Biomassa; Sugarcane; Enzymes; Biomass

A produção de etanol de segunda geração a partir de biomassas lignocelulósicas depende de etapas de pré-tratamento físicas, químicas e enzimáticas, nas quais são liberados açúcares simples dos constituintes da celulose e da hemicelulose. No entanto, esses processos necessitam de otimização a fim de se evitar a produção de moléculas inibidoras da fermentação e aumentar a concentração de açúcares fermentescíveis, sendo que uma forma de se atingir tal objetivo é pela diversificação do pool enzimático lignocelulolítico existente. Desse modo, o presente estudo objetivou analisar o potencial dos patógenos da cana-de-açúcar Sporisorium scitamineum, Colletotrichum falcatum e Thielaviopsis paradoxa na produção de enzimas lignocelulolíticas. Inicialmente, ensaios qualitativos indicaram a produção de celulases e fenoloxidases in vitro por C. falcatum e T. paradoxa, sendo então submetidas à fermentação em estado sólido utilizando bagaço de cana-de-açúcar como substrato. Utilizou-se um planejamento fatorial completo, a fim de determinar a influência da adição de extrato de levedura (0-5%), umidade (85-95%) e tempo de cultivo (4-12 dias) sobre a atividade enzimática de endoglucanase, celulases totais, lacase e lignina peroxidase. Para T. paradoxa, verificou-se que a condição operacional de 95% de umidade, extrato de levedura a 5% e 4 dias de cultivo, maximizaram a produção de endoglucanase e celulases totais, sendo (U mL-1) 0,690 e 0,307 as máximas atividades alcançadas, respectivamente. Já para C. falcatum, 90% de umidade e extrato de levedura a 5%, sem influência do tempo de cultivo, geraram melhores atividades de endoglucanase e celulases totais, sendo as máximas obtidas de (U mL-1) 2,754 e 0,183, respectivamente. Atividade de lacase foi verificada apenas no extrato de C. falcatum (95% umidade, 5% extrato de levedura, 12 dias), atingindo 473,85 UI L-1. Não se verificou atividade de lignina peroxidase em nenhum extrato analisado. Adicionalmente, uma análise in silico do conjunto de proteínas codificadas pelos três patógenos foram comparados ao de Trichoderma reesei, a fim de se identificar as proteínas com domínio CAZy. Os dados mostram que C. falcatum apresenta o maior número de proteínas ativas em carboidratos e pode suplementar os extratos enzimáticos de T. reesei com atividades relacionadas à quebra de pectina e lignina, principalmente.