Avaliação das condições de cultivo para assimilação de xilose e secreção de enzimas e peptídeos pelas leveduras isoladas do ambiente - Vaz, Jaqueline Elaine (2020)
As leveduras são organismos quimiorganotróficos que utilizam principalmente glicose como fonte de energia e carbono. Além da glicose, outros açúcares fermentescíveis se encontram em abundância na natureza e têm sido subaproveitados na indústria, dos quais se destaca a xilose. Para algumas leveduras, como Saccharomyces cerevisiae, a utilização de pentoses é limitada pela carência de transportadores de membrana específicos e enzimas intracelulares para a metabolização deste açúcar. Entretanto, algumas leveduras são capazes de utilizar xilose como fonte de carbono e bioconverte-la em produtos como etanol, ácidos orgânicos ou peptídeos. Isso implica na existência de um sistema de transporte e enzimas intracelulares para metabolizala. Neste contexto, a prospecção de enzimas auxiliares despolimerizantes do material lignocelulósico, tais como β-glicosidases e α-L-arabinofuranosidases, também assume função importante para obtenção de açúcares fermentescíveis. Além disso, poucos estudos estão disponíveis a respeito da produção de peptídeos bioativos por leveduras, quais podem ser fontes promissoras de produção dos mesmos. Sendo assim, o presente trabalho buscou investigar o consumo de xilose, a produção de peptídeos com atividade biológica e a produção de βglicosidases pelas espécies Pichia ofunaensis e Trichosporon multisporon, assim como a produção de α-L-arabinofuranosidases por Aureobasidium pullulans e A. leucospermi. As enzimas foram prospectadas utilizando farelo de trigo como substrato em cultivo em estado sólido e em seguida a caracterização bioquímica funcional das enzimas foi realizada. Quanto a assimilação de xilose, foram avaliados o crescimento celular e o consumo deste açúcar pelas leveduras P. ofunaensis e T. multisporon cultivadas em meio YEPX em diferentes pH iniciais: 4,5; 6,5 e 8,5; e temperaturas: 28, 32 e 36 ºC. Por fim, foi avaliado a presença de peptídeos bioativos com atividade antimicrobiana nos meios em que as leveduras foram cultivadas. Em nossos resultados, observamos maior atividade para β-glicosidases a pH 5,5-6 e 50-60 ºC (P. ofunaensis, com 0,40 U mL-1 ), e pH 5,5-6 e 55 ºC (T. multisporon, com 0,21 U mL-1 ). Ambas as β-glicosidases foram tolerantes ao etanol, metanol, isopropanol e acetona nas concentrações avaliadas. As α-L-arabinofuranosidases exibiram máxima atividade a pH 5,5-6,5 e 60-70 ºC (A. pullulans, com 0,11 U mL-1 ), e pH 5,0-7,5 e 60 ºC (A. leucospermi, com 0, 12 U mL-1 ). A α-Larabinofuranosidase produzida por A. pullulans exibiu maior tolerância a etanol do que a enzima produzida por A. leucospermi. Quanto ao consumo de xilose, as leveduras demonstraram melhor desempenho a pH inicial 4,5, indicando que o transporte de xilose tem sido realizado em associação com H+ . Ainda, P. ofunanesis apresentou consumo mais rápido de xilose em 32/36 ºC, enquanto T. multisporon em 28 ºC. A análise do antibiograma para StapHylococcus aureus e Escherichia coli não resultou em formação de halo de inibição, indicando assim não ter sido secretado pelas leveduras moléculas que tivessem ação bactericida/bacteriostática, concluindo não ter ocorrido a produção de peptideos bioativos de caráter antimicrobiano por estas leveduras. As informações obtidas aqui permitiram conhecer o perfil metabólico de consumo de xilose pelas leveduras P. ofunaensis e T. multisporon e as propriedades bioquímicas das enzimas secretadas pelas leveduras deste estudo. Estes resultados contribuirão para estudos futuros de clonagem e expressão heteróloga destas enzimas, assim como para aprofundar as investigações sobre os transportadores envolvidos no transporte de xilose