Interação entre leveduras e bactérias láticas no contexto da fermentação alcoólica brasileira: fisiologia, proteômica e metabolômica

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Raposo, Mariane Soares
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Alcoholic fermentation; Bactérias láticas; Bioetanol; Bioethanol; Fermentação alcoólica; Lactic acid bacteria; Metabolômica; Metabolomics; Proteômica; Proteomics
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11138/tde-14022023-105525/

O bioetanol consiste em um dos principais combustíveis líquidos utilizados no Brasil e se destaca por ser renovável e alternativo para aqueles de origem fóssil. Devido às características da indústria, a etapa de fermentação alcoólica fica susceptível à presença de microrganismos contaminantes, entre eles, o grupo das bactérias láticas (BAL) com perfil metabólico homofermentativo obrigatório, heterofermentativo obrigatório e homofermentativo facultativo são as mais abundantes. Durante a coexistência entre levedura e bactérias láticas, ocorre constante interação, comprometendo o rendimento de produção da indústria. As técnicas de proteômica e metabolômica não alvo têm sido importantes ferramentas para estudo da interação entre leveduras e bactérias láticas, permitindo a identificação de mecanismos de regulação de vias, respostas a estresse, biossíntese de moléculas, entre outros. Sendo assim, o presente estudo teve como objetivo a compreensão da interação entre leveduras e bactérias láticas homo e heterofermentativas no contexto da fermentação alcoólica brasileira para produção de bioetanol. Para isso, o estudo detalhado da fisiologia das bactérias quando na presença da levedura e em substrato composto de melaço de cana foi realizado. Para identificar em mais detalhes os efeitos dos contaminantes, foram empregadas as técnicas de proteômica e metabolômica intracelular não alvo de levedura. Os resultados obtidos mostram que bactérias láticas apresentam crescimento e produção de ácido lático em melaço de cana-de-açúcar, entretanto, na presença da levedura, ocorre redução de ambos os parâmetros. Isso indica ser a competição por nutrientes e produção de metabólitos com ação inibidora importantes mecanismos de interação entre esses microrganismos. Além disso, foi observado que o proteoma e metaboloma da levedura apresenta regulação quando bactérias láticas estão presentes na fermentação. A bactéria homofermentativa mostrou ser capaz de regular a produção de glicerol da levedura, devido ao aumento da abundância da proteína Dak1 (Diidroxiacetona quinase), responsável por metabolizar a dihidroxicetona em dihidroxiacetona fosfato. Além disso, proteínas e metabólitos da via das pentoses mostraram regulação como resposta a presença das bactérias láticas, possivelmente para manter o balanço redox celular e produção de nutrientes como resposta ao esgotamento do substrato.