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http://hdl.handle.net/1843/35495
Type: | Tese |
Title: | Leveduras fermentadoras de celobiose isoladas de ecossistemas brasileiros |
Authors: | Mariana Rocha Lopes |
First Advisor: | Carlos Augusto Rosa |
First Referee: | Raquel Miranda Cadete |
Second Referee: | Fátima Gomes |
Third Referee: | Luciano Gomes Fietto |
metadata.dc.contributor.referee4: | Boris Stambuk |
metadata.dc.contributor.referee5: | Vera Lúcia dos Santos |
Abstract: | A limitação dos combustíveis fósseis junto às políticas de desenvolvimento sustentável tem reforçado a busca por combustíveis alternativos e, neste cenário, o etanol de segunda geração tornou-se uma prioridade. A hidrólise da celulose é uma etapa crítica no processo, uma vez que as enzimas sofrem inibição pelos produtos, celobiose e glicose. O uso de leveduras fermentadoras de celobiose constitui uma alternativa interessante e podem aumentar o rendimento ao converter, além da glicose, celobiose à etanol. Os objetivos deste trabalho foram isolar, identificar e caracterizar leveduras fermentadoras de celobiose, bem como identificar genes do metabolismo deste açúcar. 647 leveduras foram isoladas e identificadas em 133 espécies, sendo 48 novas para a ciência. Candida boidinii foi a mais frequente. Scheffersomyces queiroziae, Sc. amazonensis, Yamadazyma cellobiosica sp. nov., C. jaroonii, C. tammaniensis e Hanseniaspora opuntiae apresentaram maior produção de etanol e foram selecionados para caracterização do metabolismo fermentativo de celobiose. As leveduras apresentaram atividade β-glicosídica intracelular e elevados rendimentos de produção de etanol e eficiência de fermentação, sendo que Sc. queiroziae e Sc. amazonensis apresentaram os melhores perfis. Scheffersomyces queiroziae teve o genoma sequenciado e foram encontrados 9 genes hipotéticos, codificadores de transportadores de açúcares e β- glicosidases. Dois genes, similares a HXT2.4 e BGL5 de Sc. stipitis, foram expressos na levedura Saccharomyces cerevisiae. Os transformantes apresentaram atividade β-glicosídica intracelular e fermentaram celobiose com eficiência de até 50%. Os resultados mostram o potencial biotecnológico de leveduras isoladas da biodiversidade brasileira para aplicação em processos fermentativos e obtenção de novos genes interessantes para futuros estudos de produção de etanol lignocelulósico. |
Abstract: | The fossil fuels restriction and new policies of sustainable development have been increased the demand for alternative fuels and in this scenario the secondgeneration ethanol became a priority. The cellulose hydrolysis is a critical step in the process, since the enzymes are inhibited by products, glucose and cellobiose. Cellobiose-fermenting yeasts is an interesting alternative and applying them could increase the ethanol yield, by metabolizing cellobiose in addition to glucose. The goals of this study were to isolate, identify and characterize cellobiose-fermenting yeast and identify genes of cellobiose metabolism. A total of 647 yeasts strains were isolated and 133 species were identified, where 48 are new species for science. Candida boidinii was found more frequently. Scheffersomyces queiroziae, Sc. amazonensis, Yamadazyma cellobiosica sp. nov., C. jaroonii, C. tammaniensis, and Hanseniaspora opuntiae produced more ethanol and were selected to characterize the fermentative metabolism of cellobiose. The yeasts showed intracellular β- glucosidase activity and high ethanol yields and fermentation efficiency, Sc. ueiroziae and Sc. amazonensis showed the best profiles. The genome of Sc. queiroziae was sequenced and 9 hypothetical genes were found, encoding sugar transporters and β-glucosidases enzymes. Two genes similar to Sc. stipitis genes HXT2.4 and BGL5 have been expressed in Saccharomyces cerevisiae. The recombinant strains showed intracellular β-glucosidase activity and could ferment cellobiose with 50% efficiency. The results show the biotechnological potential of yeasts isolated from Brazilian biodiversity for use in fermentation processes and to obtain new interesting genes for future studies in lignocellulosic ethanol production. |
Subject: | Microbiologia Leveduras Etanol Celobiose |
language: | por |
metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Publisher Initials: | UFMG |
metadata.dc.publisher.department: | ICB - DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Microbiologia |
Rights: | Acesso Restrito |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/35495 |
Issue Date: | 29-Apr-2015 |
metadata.dc.description.embargo: | 29-Apr-2022 |
Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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