Análise da assimilação de glicose e xilose em Papiliotrema laurentii UFV-1 - Lobato, Pâmela Carvalho (2022)
A assimilação dos açúcares constituintes de biomassas lignocelulósicas é essencial para a produção de óleo por leveduras oleaginosas em biorrefinarias. Este óleo pode ser utilizado como matéria-prima para a produção de biocombustíveis derivados de ácidos graxos, contribuindo para atender à crescente demanda por biocombustíveis. P. laurentii UFV-1 é uma levedura oleaginosa capaz de converter glicose e xilose, os principais açúcares constituintes de biomassas lignocelulósicas, em óleo. O consumo simultâneo desses açúcares é primordial para se alcançar uma alta produtividade volumétrica de lipídios em biorrefinarias. Portanto, este estudo objetivou: i) analisar o perfil de consumo de glicose e xilose em P. laurentii UFV-1, e ii) selecionar linhagens mutantes capazes de assimilar glicose e xilose simultaneamente. O cultivo da levedura em meio mínimo Yeast Nitrogen Base (YNB) contendo diferentes concentrações de glicose e xilose permitiu estimar os parâmetros cinéticos do modelo de Monod. Os valores da constante de saturação (Ks) foram similares para as duas fontes de carbono e energia. Apesar de apresentar afinidades similares por glicose e xilose, P. laurentii UFV-1 consome glicose preferencialmente quando cultivada na presença dos dois açúcares. Esta linhagem foi submetida à mutagênese por irradiação ultravioleta, e linhagens mutantes foram selecionadas em meio de cultura contendo 2-deoxiglicose (2DG), análogo da glicose que induz a repressão catabólica, mas não é metabolizado. Dentre as vinte e quatro linhagens mutantes selecionadas, a linhagem M17 destacou-se por ter atingido uma maior densidade populacional no cultivo contendo 4 mM de 2DG. Surpreendentemente, as linhagens M17 e selvagem apresentaram o mesmo perfil de consumo de glicose e xilose. Isto indica a sua susceptibilidade à repressão por glicose. Todavia, o consumo simultâneo de xilose e 2DG mostra que a linhagem mutante é insensível à repressão catabólica induzida por 2DG. Este resultado sugere que as alterações genéticas que ocorreram na linhagem mutante foram específicas para aliviar a repressão catabólica causada somente por 2DG. O mutante M17 apresentou perfis de produção de lipídios e de crescimento nas temperaturas de 30 °C e 37 °C similares aos da linhagem selvagem de P. laurentii. Em relação à linhagem selvagem, observou- se que nas primeiras 24 horas de cultivo, o consumo de xilose foi reprimido na presença de 2DG. Após este período, ocorreu a secreção de 2DG, a qual foi acompanhada pelo consumo de xilose, indicando que a levedura apresenta um mecanismo tardio para contornar o efeito de repressão catabólica causado pelo análogo da glicose. Palavras-chave: Leveduras oleaginosas. Biorrefinarias. Repressão catabólica. 2-deoxiglicose. Metabolismo.