Atividade celulolítica e proteolítica de bactérias isoladas do trato gastrointestinal e do processo de compostagem dos restos orgânicos de hipopótamo
Data
2013-09-08
Autores
Ramos, Geomarcia Feitosa da Cruz 
Orientadores
Vasconcellos, Suzan Pantaroto de
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
The bioprospection for cellulase and protease producers is a promiss strategy for the discovery of potential biocatalysts for use in hydrolysis of ligninocellulosic materials as well as proteic residues. These enzymes can increment and viabilize production of second generation ethanol from different and alternative sources. In this context, the goal of the present study was the investigation about the cellulolytic and proteolytic abilities of bacteria isolated from gastrointestinal tract of a hippopotamus as well as from the composting process of its organic remnants. The bacterial isolates were obtained through the platting of the samples in different culture media and incubation temperatures. After the bacterial isolation, the strains were submitted to qualitative enzymatic assays to investigate their cellulolytic ability according methodology described by Hankin & Angnostakis (1975). Subsequently they were quantitatively evaluated (FPase), following procedures described by Xiao et al. (2004). Proteolytic analyzes were also developed using high throughput screening approach, thorugh the evaluation of fluorescent peptide probes described by Oliveira et al. (2012). As results, in the qualitative assays for cellulolytic ability detection, it was obtained 70 positive hits from 159 isolated bacterial strains. After quantitative analyzes , 44% of these hits were selected, but 7% (5 strains) (FPZSP_CTT 685; FPZSP_CTT 651; FPZSP_CTT 662; FPZSP_CTT 621; FPZSP_CTT 636) showed FPase activity up to 12.8 FPU/mL, which is compatible to the adopted positive control (Trichoderma reesei). In relation to the proteolytic activities, 8 strains presented relative activity above 10%, which superpassed results described by the literature. Molecular analyzes based on the identification of 16S rDNA, together with mass spectrometry results from MALDI-TOF analyzes, could reveal that the majority of the selected bacterial isolates, about their enzymatic abilities, were affiliated to Bacillus genus. In summary, from the obtained results, it could be affirmed that the obtained microflora constituted potential source of interesting biocatalysts for future investigations about its industrial applications, looking for cellulolytic and proteolytic activities.
A prospecção de microrganismos produtores de celulases e proteases é uma das estratégias promissoras para a obtenção de biocatalizadores potentes para processos que exijam a hidrólise de materiais lignocelulósicos e resíduos ricos em proteínas, contribuindo assim para a viabilização da produção de etanol de segunda geração a partir de diferentes fontes. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi investigar a habilidade celulolítica e proteolítica de bactérias isoladas a partir de amostras coletadas do trato gastrointestinal de hipopótamo e da compostagem dos seus resíduos orgânicos. Os isolados bacterianos foram obtidos a partir do plaqueamento das amostras em diferentes meios de cultura e temperaturas de incubação, seguindo-se a ensaios qualitativos segundo metodologia descrita por Hankin & Anagnostakis (1975) e quantitativos (FPase), de acordo com adaptação de método proposto por Xiao et al. (2004), para a detecção das habilidades celulolíticas das cepas. Paralelamente, análises para a detecção da atividade proteolítica também foram realizadas, utilizando-se triagens rápidas de alto desempenho baseadas no uso de sondas fluorescentes de acordo com metodologia reportada por Oliveira et al. (2012). Nos experimentos qualitativos, foram obtidos 70 hits positivos dentre 159 isolados bacterianos avaliados, os quais após ensaios para a quantificação do potencial celulolítico (FPase), 44% dos isolados foram selecionados, sendo que 7% (FPZSP_CTT 685; FPZSP_CTT 651; FPZSP_CTT 662; FPZSP_CTT 621; FPZSP_CTT 636) apresentaram em média valores de até 12,8 FPU/mL, tais como o controle positivo adotado, ou seja, Trichoderma reesei. Com relação à atividade proteolítica, 8 linhagens apresentaram valores de atividade relativa acima de 10%, superando resultados descritos pela literatura. Análises moleculares baseadas na identificação do rDNA 16S, aliadas à resultados de espectrometria de massa por MALDI-TOF revelaram que a maioria dos isolados selecionados através dos ensaios enzimáticos realizados pertenciam ao gênero Bacillus sp. Em suma, a partir dos resultados obtidos, pode-se afirmar que a microflora analisada constituiu importante fonte de biocatalistas interessantes a futuras investigações quanto à sua aplicação industrial, visando atividades celulolíticas e proteolíticas.
A prospecção de microrganismos produtores de celulases e proteases é uma das estratégias promissoras para a obtenção de biocatalizadores potentes para processos que exijam a hidrólise de materiais lignocelulósicos e resíduos ricos em proteínas, contribuindo assim para a viabilização da produção de etanol de segunda geração a partir de diferentes fontes. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi investigar a habilidade celulolítica e proteolítica de bactérias isoladas a partir de amostras coletadas do trato gastrointestinal de hipopótamo e da compostagem dos seus resíduos orgânicos. Os isolados bacterianos foram obtidos a partir do plaqueamento das amostras em diferentes meios de cultura e temperaturas de incubação, seguindo-se a ensaios qualitativos segundo metodologia descrita por Hankin & Anagnostakis (1975) e quantitativos (FPase), de acordo com adaptação de método proposto por Xiao et al. (2004), para a detecção das habilidades celulolíticas das cepas. Paralelamente, análises para a detecção da atividade proteolítica também foram realizadas, utilizando-se triagens rápidas de alto desempenho baseadas no uso de sondas fluorescentes de acordo com metodologia reportada por Oliveira et al. (2012). Nos experimentos qualitativos, foram obtidos 70 hits positivos dentre 159 isolados bacterianos avaliados, os quais após ensaios para a quantificação do potencial celulolítico (FPase), 44% dos isolados foram selecionados, sendo que 7% (FPZSP_CTT 685; FPZSP_CTT 651; FPZSP_CTT 662; FPZSP_CTT 621; FPZSP_CTT 636) apresentaram em média valores de até 12,8 FPU/mL, tais como o controle positivo adotado, ou seja, Trichoderma reesei. Com relação à atividade proteolítica, 8 linhagens apresentaram valores de atividade relativa acima de 10%, superando resultados descritos pela literatura. Análises moleculares baseadas na identificação do rDNA 16S, aliadas à resultados de espectrometria de massa por MALDI-TOF revelaram que a maioria dos isolados selecionados através dos ensaios enzimáticos realizados pertenciam ao gênero Bacillus sp. Em suma, a partir dos resultados obtidos, pode-se afirmar que a microflora analisada constituiu importante fonte de biocatalistas interessantes a futuras investigações quanto à sua aplicação industrial, visando atividades celulolíticas e proteolíticas.
Descrição
Citação
RAMOS, Geomarcia Feitosa da Cruz. Atividade celulolítica e proteolítica de bactérias isoladas do trato gastrointestinal e do processo de compostagem dos restos orgânicos de hipopótamo. 2013. 99 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), Diadema, 2013.