Top PDF Dios Ha Enviado a Su Hijo, Christoph Schönborn

A formação dos álcoois superiores também pode ser influenciada por variáveis, tais como: concentração de aminoácidos e pH do meio reacional, geralmente abaixo de 4,0, chegam a aumentar a[r]

A cerveja é uma bebida alcoólica produto da fermentação do malte de cevada por leveduras que vem sendo produzida desde, aproximadamente, 6000 anos a.C. Além de gás carbônico e etanol, as leveduras produzem durante a fermentação, compostos secundários que são responsáveis pela formação do flavour e consequente qualidade sensorial da bebida. Por isso o uso de leveduras selecionadas tem sido um aspecto de grande importância na obtenção de bebidas. Na fabricação da cerveja, podem ser utilizadas leveduras do tipo ale ou lager, que pertencem à espécie Saccharomyces cerevisiae e Saccharomyces pastorianus, respectivamente. Estas espécies podem ser classificadas tanto por testes bioquímicos quanto por seu comportamento diferencial durante a fermentação. O Laboratório de Biologia Celular e Molecular (LBCM) do Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas (NUPEB) da UFOP conta com uma coleção de cepas de Saccharomyces cerevisiae isoladas a partir de dornas de fermentação de cachaça, as quais foram selecionadas por sua alta capacidade de produção de compostos voláteis e alta resistência a diferentes tipos de estresse. O presente trabalho objetivou a caracterização bioquímica e molecular de 21 cepas da coleção LBCM e a utilização de critérios de seleção visando à aplicação destas cepas à produção de cervejas. Das 21 cepas estudadas, 11 foram capazes de fermentar maltose, apresentando velocidade específica de crescimento semelhante em meio contendo glicose. A identificação molecular das cepas através da região ITS-5.8S do rDNA confirmou que 10 cepas pertencem à espécie S. cerevisiae. Dois grupos de testes foram aplicados posteriormente sobre as 10 cepas selecionadas e 4 cepas cervejeiras comerciais. O primeiro grupo de testes incluiu critérios de seleção baseados na classificação ale e lager, no perfil de floculação e na capacidade de crescer sob baixas temperaturas. O segundo grupo, incluiu testes complementares baseados na tolerância ao etanol, na produção de sulfeto de hidrogênio (H 2 S) e 4-vinilguaiacol (4-VG), no

O advento do uso de cepas selecionadas na produção de bebidas destiladas tornou necessária a obtenção e utilização de técnicas moleculares que auxiliassem na caracterização e diferenciação das cepas utilizadas no processo fermentativo para obtenção da cachaça. De acordo com Pataro e cols; (2000) existe um grande polimorfismo molecular dentre as cepas de leveduras que participam do processo fermentativo, e por esta razão conforme exposto em seguida, diversas técnicas moleculares foram utilizadas com o intuito de diferenciar as quatro cepas já reconhecidas como pertencentes à espécie S. cerevisiae. Por se tratar de uma técnica que utiliza primers de seqüência arbitrária a técnica de RAPD permite a realização de análises genéticas diretamente ao nível de DNA sem a necessidade de nenhum conhecimento prévio sobre a genética da espécie a ser estudada (Nason e cols; 1997). De início então, esta técnica foi realizada com utilização dos primers EI1 e LA1, para diferenciação das cepas de leveduras. Estes iniciadores foram utilizados por De Barros Lopes e cols; (1996), que detectaram grande polimorfismo nas cepas de vinho analisadas, demonstrando ser um método eficiente na detecção de leveduras tanto S. cerevisiae quanto não Saccharomyces. Em nossos resultados, conforme observado na Figura 12, o perfil de bandas gerado pelas quatro cepas LBCM 600, LBCM 6001, LBCM 613 e LBCM 632, foi semelhante, entretanto a presença de bandas exclusivas em cada uma das quatro cepas em análise permitiu uma diferenciação entre as cepas utilizadas, não sendo talvez mais conclusivo devido ao fato de que a variabilidade obtida com a análise por RAPD-PCR depende dos iniciadores utilizados (Perez e cols., 2001). Os resultados obtidos utilizando RAPD-PCR com os primers EI1 e LA1 sugerem ser esta técnica eficiente na diferenciação de cepas de leveduras pertencentes ao grupo Saccharomyces sensu stricto, e na distinção de cepas muito próximas de mesma espécie.

O uso de cepas selecionadas de Saccharomyces cerevisiae no processo de produção de cachaça tem aumentado à produtividade e melhorado a qualidade da bebida em muitos alambiques, principalmente em relação aos teores de acidez e concentração de álcoois superiores (PATARO  et  al., 2002). Essas linhagens selecionadas são competitivas e apresentam características mais desejáveis para a produção de cachaça. As leveduras para elaboração de bebidas fermentadas são selecionadas em laboratório a partir do isolamento de cepas que apresentaram sucesso em fermentações anteriores (PATARO et al., 2002).

As técnicas de Engenharia Genética apresentam grande potencial para a manipulação de genomas, visando a obtenção de fenótipos superiores, porque permitem adicionar, deletar ou silenciar regiões nos genomas dos microrganismos em questão. Entretanto, a complexidade dos mecanismos de estresse ligados principalmente ao etanol e a temperatura, que levam à inibição do desempenho das células de leveduras, fazem com que a utilização destas mesmas técnicas se torne limitada na obtenção de cepas superiores quanto à multitolerância ao etanol e temperatura, uma vez que, não apenas um, mas vários genes estão envolvidos na expressão dessas características (HU et al., 2007).

Yoshizawa, 1999; Sluis et al., 2002). Como demonstrado por Vicente et al. (2005), cepas resistentes a TFL são capazes de produzir maior quantidade de álcool isoamílico do que cepas sensíveis. O teor de álcool isoamílico encontrado nos destilados oriundos de processos fermentativos com as cepas A4, B21, C22 e D23, apresentou um valor médio de aproximadamente 600 ppm, enquanto Vicente et al. (2005) encontrou com a cepa LBCM 427 (cepa resistente a TFL), cerca de 180 ppm e com a cepa LBCM 422 (cepa sensível a TFL), aproximadamente 120 ppm de álcool isoamílico. O resultado obtido com nossas quatro cepas esta acima do valor preconizado pela legislação para a cachaça que é de no máximo 0,300g/100ml de álcool anidro. Porém, considerando-se que boa parte do teor de álcoois superiores é desprezado durante a destilação na fração correspondente a cabeça, é necessário deste modo uma grande produção destes compostos para se obter uma cachaça dentro dos parâmetros estabelecidos pela legislação.

As crescentes mudanças na matriz energética mundial vêm sendo discutidas mundialmente e apontam o aquecimento global como o principal causador das mudanças climáticas. Existe um consenso de que uma das formas de diminuir este fenômeno é a substituição do uso de combustíveis fósseis por biocombustíveis, como o etanol. Atualmente, o etanol é obtido a partir da fermentação dos açúcares extraídos principalmente da cana-de-açúcar (Brasil) e do milho (EUA), sendo de fundamental importância entender os gargalos na produção deste biocombustível nas destilarias brasileiras para melhorar a produtividade do setor. Entre os desafios biotecnológicos mais importantes a serem superados pode-se citar a seleção e melhoramento de cepas de leveduras capazes de resistir às condições estressantes do processo fermentativo, como por exemplo, o estresse osmótico, altas concentrações de etanol e temperatura, entre outros. Assim, o presente trabalho pretende contribuir aumentando o conhecimento, a nível genômico, das cepas produtoras de etanol, visando associar as características fenotípicas desejáveis a genes de interesse nestas cepas industriais, através de análises de genômica comparativa. Para isso, neste trabalho foi realizado o sequenciamento da cepa Barra Grande (BG-1) e foram selecionadas 14 cepas industriais, proveniente de bancos de dados públicos, para realizar as análises comparativas. O sequenciamento e montagem da cepa BG-1 apresentou uma boa qualidade, com tamanho de cerca de 12 Mbp, conteúdo GC de 38,5%, com uma completeza genômica de 98%, onde possíveis rearranjos cromossômicos foram verificados. Em relação a genômica comparativa, as análises filogenômicas mostraram que algumas cepas se agrupam em ramos de acordo com a origem geográfica, como já reportado na literatura, mas que outras se agrupam segundo o tipo de biomassa fermentada. Neste

A cachaça de alambique, produto típico brasileiro, tem sido destaque na economia do estado de Minas Gerais. Tradicionalmente, a propagação do fermento nas fábricas de cachaça de alambique é feita diretamente dentro das dornas de fermentação, que não são apropriadas para a fase aeróbia (fase de propagação do fermento), por não possuírem dispositivos de aeração e agitação. A introdução de um equipamento específico para otimizar a propagação do fermento, também pode abrir caminho para a utilização de linhagens selecionadas. Neste trabalho foram testados três equipamentos para propagação de leveduras Saccharomyces cerevisiae estudando o efeito da adição de ar, nutrientes e micronutrientes (sais minerais) sobre a viabilidade e crescimento celular, rendimento em massa celular e fator de conversão de substrato em células (Y x/s ).

As leveduras comerciais são produzidas a partir do isolamentos de leveduras selvagens obtidas no ambiente ou na indústria, selecionadas como tais por apresentarem ótima capacidade fermentativa, dominância e estabilidade no processo industrial, entre alguns dos critérios mais desejáveis. Estes derivam de propriedades metabólicas diferentes das presentes nas cepas laboratoriais, devido a características genéticas distintas. Por exemplo, as cepas de laboratório apresentam altas freqüências de esporulação e são em sua maioria haplóides (n) ou diplóides (2n), entretanto as leveduras industriais são poliplóides, freqüentemente triplóides (3n) o tetraplóides (4n), possuem baixa freqüência de esporulação e pouca viabilidade dos esporos (Johnston 1990, Hammond 1996). Neste sentido, de 50 cepas de espécies de S. cerevisiae empregadas na elaboração de bebidas alcoólicas, seis destas são diplóides, três são triplóides, 15 tetraplóides, oito pentaplóides, sete hexaplóides e as demais ainda não foram identificadas (Johnston and Oberman 1979). Da mesma maneira, as leveduras para fazer pão exibem diploidias, triploidias, tetraploidias, poliploidias ou aneuploidias (Johnstom and Oberman 1979).

Várias são as bebidas derivadas da fermentação da cana-de-açúcar, entre elas destacamos a cachaça, uma bebida destilada típica do Brasil. Sua graduação alcoólica está entre 38% e 48% em volume a 20 °C, e é obtida pela destilação do mosto fermentado. Seu consumo médio é de 11 litros por ano por cada indivíduo no Brasil, sendo assim a bebida destilada mais consumida no país. Por esses valores o governo a reconhece como um produto de grande potencial de exportação. A produção anual é de aproximadamente 1,3 bilhões de litros por ano, sendo cerca de 14,8 milhões de litros exportados. (JUSTINO; MUTTON; MUTTON, 2005; SILVA; FOGEL, 2009; CAMPOS et al., 2009). E apresenta algumas cachaças com certificado de qualidade do International Taste & Quality Institute da Bélgica, com nota 95, em uma avaliação de 0 a 100 (AGazeta, 2015).

Análises microbiológicas realizadas durante o processo de fermentação para a produção de cachaça catarinense apontaram significativa presença de bactérias e leveduras no caldo-de-cana, diferente do que ocorre com o melado, outro substrato utilizado na produção dessa bebida. Além disso, encontramos variações na composição de açúcares do melado. Os fatores mencionados certamente contribuem para a atual falta de padronização encontrada na cachaça produzida no estado. Ao longo do processo fermentativo isolamos e identificamos as cepas de levedura presentes em maior concentração, e da mesma forma que outros trabalhos já haviam demonstrado, a espécie predominante foi Saccharomyces cerevisiae. Outros gêneros, como Kloeckera e Candida, também foram isolados. As características que apontam a linhagem ideal para a produção de aguardente ainda não estão bem definidas, entretanto, alguns estudos já têm estabelecido parâmetros importantes, como a capacidade fermentativa e a produção de compostos secundários. Neste trabalho, duas características foram avaliadas nas linhagens isoladas, atividade invertase e capacidade fermentativa, sendo que não encontramos nenhuma correlação entre os parâmetros. Pretendemos, futuramente, analisar o comportamento dessas cepas em fermentações que reproduzem as condições para a produção de cachaça (alta concentração de sacarose e alta densidade celular).

Antigamente, na produção do hidromel, a fermentação alcoólica era resultado do crescimento de micro-organismos selvagens naturalmente presentes no mel. Nestes casos, a fermentação alcoólica é imprevisível e, muitas vezes, torna o hidromel intragável pela presença de leveduras contaminantes e de bactérias que alteram as propriedades sensoriais. Recentemente, cepas selecionadas e leveduras comerciais têm sido usadas para reduzir os riscos de contaminação e para se ter maior controle durante o processo fermentativo (MENDES-FERREIRA et al., 2010, ROLDAN et al., 2011). A levedura da estirpe Saccharomyces cerevisiae, utilizada na produção de vinho, champagne e de cerveja, tem sido utilizada com sucesso na produção de hidromel (PEREIRA et al., 2009, MENDES-FERREIRA et al., 2010, ROLDAN et al., 2011).

A ASPase pode induzir resposta imune, produzindo anticorpos anti- asparaginase. Estes são as principais causas de resistência ao medicamento resultando na redução de sua atividade. A resistência à ASPase pode ser sintomática, com sinais de hipersensibilidade clínica, ou assintomática. As reações de hipersensibilidade, devido à produção de anticorpos, têm sido observadas em 60% dos pacientes que fazem uso da enzima derivada de E. coli. A fim de reduzir a reação adversa causada pela quimioterapia, desenvolveu-se a PEG-ASPase (conjugada com polietileno glicol) que apresenta, ainda, a vantagem de ter um período de meia-vida biológico maior que a ASPase nativa (Pieters et al., 2012). Entretanto, é comprovada a existência de reação-cruzada entre anticorpos desenvolvidos nos pacientes previamente tratados com ASPase nativa e PEG-ASPase, inviabilizando a mudança de uma formulação para outra. Nesse caso, uma alternativa é a utilização da crisantaspase, oriunda da bactéria E. chrysanthemi, pois essa não apresenta reação cruzada com anticorpos gerados contra as formulações de E. coli. Porém, a crisantaspase possui uma meia vida biológica menor e 33% dos pacientes ainda possuem reações alérgicas severas à formulação (PIETERS et al., 2012; RIZZARI et al., 2013).

Uma vez que a S. cerevisiae é a principal levedura utilizada para produção de etanol de primeira geração, ao tentar aplicar a mesma levedura para produção de etanol de segunda geração, esbarramos em restrições quanto à sua capacidade de fermentar todos os açúcares presentes na biomassa (GONG et al., 1983). Dentre os carboidratos encontrados na fração lignocelulósica, as linhagens selvagens de S. cerevisiae são capazes de fermentar outras hexoses além da glicose, como manose, frutose e galactose, por vias acopladas à via das pentoses fosfato. Entretanto estas linhagens são incapazes de fermentar ou assimilar pentoses (xilose e arabinose) (BATT et al., 1986; GONG et al., 1983), com exceção da D-xilulose, um isômero de xilose, que pode ser lentamente metabolizado na via das pentoses fosfato (UENG et al., 1981) ao ser fosforilada à D-xilulose-5-fosfato pela xiluloquinase (XK) (RODRIGUEZ- PEÑA et al., 1998).

In 2006 Alper and his colleagues worked with the global transcription machinery of the yeast haploid strain S. cerevisiae BY4741 and proved that a recombinant strain carrying additional copies of a transcription factor SPT15-encoding allele mutagenized in three different positions (Phe 177 Ser, serine in the position 177 replaced by phenylalanine; similarly, Tyr 195 His and Lys 218 Arg), called spt15-300 allele, present on the multicopy plasmid, uses glucose more speedily and renders the ethanol production income 15% larger. Considering that Brazil is one of the world’s greatest producers and exporters of ethanol fuel, the genetic improvement of the S. cerevisiae strains aiming at increasing the production capacity of ethanol is extremely important. In the present work, it has been performed the cloning of a copy of the spt15-300 allele, here called spt15*. In order to do that, the genomic DNA of the S. cerevisiae S288C strain was extracted, purified and used as a mold for the amplification through SOEing PCR. The spt15* triple-mutated allele was initially cloned in the commercial plasmid pGEMT-Easy and next introduced in the episomal plasmid pMA91, where it began to be expressed under the regulation of the transcription promoter and terminator of S. cerevisiae (plasmid pMA91spt15*) phosphoglycerate kinase (PGK). After many phases of molecular constructions the DNA δpPGKspt15*tPGKδ fragment was obtained to be employed in the genetic transformation of laboratory S. cerevisiae strains using δ-integration. The S. cerevisiae strain transformants were selected through genetic complementation of the phenotype Leu + . It could be observed that, in relation to the host strain YPH252, the recombinant clones YHP252/pMA91spt15* and YHP252/δpPGKspt15*tPGKδ consume glucose more speedily and renders the ethanol production larger. Furthermore, the allele SPT15 sequencing of the industrial yeast PE-2, obtained through PCR amplification, revealed that the latter presents an identity rate of 100% with the allele present in the strains BY4741 and S288C. This allows the creation of optimum perspectives for a future work concerning the insertion of copies of the spt15* allele in the genome of the industrial S. cerevisiae strains using δ-integration.

We demonstrate that ethanol productivity and yield are not the only aspects to be analyzed when it comes to improv- ing fermentative S. cerevisiae strains. There is a substantial difference between laboratorial and industrial strains when it comes to the process robustness. This is tightly related to their ability to handle oxidative stress throughout the fermentation cycles. Under industrial conditions, the yeast cells are often reused and submitted to serial fermentations, and this could contribute to cell aging and mitochondrial mutation, which reduces fermentative capacity ( Gibson, Prescott, & Smart, 2008 ).

O resíduo amiláceo proveniente de fecularias pode ser aproveitado como fonte de carbono para a produção de biomassa de alto valor protéico (“Single Cell Protein” - SCP), para incorporação em ração de animais como substituto parcial do farelo de soja, ou até mesmo produção de leveduras para panificação e outros fins. Como os processos fermentativos com materiais crus são pouco produtivos e levam a um produto de baixa qualidade, uma alternativa é o cultivo submerso onde pode se ter uma prévia conversão do amido em glicose, substrato assimilável por uma gama de microrganismos.

In 2006 Alper and his colleagues worked with the global transcription machinery of the yeast haploid strain S. cerevisiae BY4741 and proved that a recombinant strain carrying additional copies of a transcription factor SPT15-encoding allele mutagenized in three different positions (Phe 177 Ser, serine in the position 177 replaced by phenylalanine; similarly, Tyr 195 His and Lys 218 Arg), called spt15-300 allele, present on the multicopy plasmid, uses glucose more speedily and renders the ethanol production income 15% larger. Considering that Brazil is one of the world’s greatest producers and exporters of ethanol fuel, the genetic improvement of the S. cerevisiae strains aiming at increasing the production capacity of ethanol is extremely important. In the present work, it has been performed the cloning of a copy of the spt15-300 allele, here called spt15*. In order to do that, the genomic DNA of the S. cerevisiae S288C strain was extracted, purified and used as a mold for the amplification through SOEing PCR. The spt15* triple-mutated allele was initially cloned in the commercial plasmid pGEMT-Easy and next introduced in the episomal plasmid pMA91, where it began to be expressed under the regulation of the transcription promoter and terminator of S. cerevisiae (plasmid pMA91spt15*) phosphoglycerate kinase (PGK). After many phases of molecular constructions the DNA δpPGKspt15*tPGKδ fragment was obtained to be employed in the genetic transformation of laboratory S. cerevisiae strains using δ-integration. The S. cerevisiae strain transformants were selected through genetic complementation of the phenotype Leu + . It could be observed that, in relation to the host strain YPH252, the recombinant clones YHP252/pMA91spt15* and YHP252/δpPGKspt15*tPGKδ consume glucose more speedily and renders the ethanol production larger. Furthermore, the allele SPT15 sequencing of the industrial yeast PE-2, obtained through PCR amplification, revealed that the latter presents an identity rate of 100% with the allele present in the strains BY4741 and S288C. This allows the creation of optimum perspectives for a future work concerning the insertion of copies of the spt15* allele in the genome of the industrial S. cerevisiae strains using δ-integration.

As fitases vêm sendo utilizadas na nutrição de peixes a fim de hidrolisar o ácido fítico, facilitando o aproveitamento dos nutrientes e causando redução na contaminação ambiental pelo aumento da digestibilidade da dieta. Neste trabalho avaliaram-se efeitos da hidrólise de fitatos de farelo de arroz desengordurado (FAD) por meio de tratamento prévio com fitase não comercial produzida por Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) comparados aos efeitos da aplicação de Natuphos® (fitase comercial produzida pela empresa BASF). Os FADs tratados previamente com as fitases foram utilizados na elaboração de rações para carpa capim (Ctenopharyngodon idella), não suplementadas com fosfato bicálcico, paralelamente a ração controle, elaborada com FAD sem tratamento enzimático e suplementada com fosfato bicálcico. Observou-se superioridade no aproveitamento das proteínas nas dietas com farelo tratado enzimaticamente pela maior deposição protéica hepática e corporal. Não foram observados efeitos da utilização de fitase sobre metabolismo de magnésio, ferro, fosfatase alcalina, colesterol e triglicérides. Maior concentração de fósforo sérico foi observada na formulação com fitase de S. cerevisiae enquanto que maiores níveis de cálcio e relação Ca/P foi verificada no tratamento controle. Os efeitos do tratamento do FAD com fitase de S. cerevisiae na concentração de 550 FTU/Kg de farelo foram semelhantes ao tratamento com fitase comercial e comparados ao tratamento controle sugerem que a utilização da enzima, na concentração analisada, dispensa a suplementação da dieta com fontes externas de fósforo inorgânico. O estudo mostra o grande o potencial de aplicação de nova fitase não comercial de S. cerevisiae.

A levedura S. cerevisiae é freqüentemente utilizada na biotecnologia, incluindo processos fermentativos na indústria alimentícia, produção de proteínas heterólogas, de bebidas e biomedicina. A expressão exata dos genes selecionados é essencial para todas estas três áreas. Sistemas que podem ser regulados são particularmente interessantes pois permitem o controle dos níveis de expressão gênicos (Maya et al., 2008). O fato da levedura S. cerevisiae apresentar sistemas virais altamente adaptados e geneticamente caracterizados com replicação autônoma presente no citoplasma da célula, não estando sujeito às regulações de expressão gênica nucleares, incluindo, neste caso, possíveis silenciamentos gênicos ou efeitos epigenéticos que diminuem a expressão gênica e, conseqüentemente, a quantidade final de proteína heteróloga por biomassa obtida são vantagens importantes que o sistema de expressão VLP apresenta (Wickner, 1996; Dinman et al., 1991; Fujimura et al., 1992). No nosso trabalho optamos pelo vírus X, que aliado ao seu elevado número de partículas por células (1 até 8) é considerado um vírus não infectivo, e em infecções mistas com o vírus M (que também compete pelos VLP do L-A) apresenta preferência na infecção (Esteban et al., 1988).