Valorização da Drêche Cervejeira: Fermentação de Pentoses

O presente trabalho tem como objetivo a otimização da etapa de fermentação dos açúcares obtidos a partir da drêche cervejeira para produção do bioetanol através da utilização das leveduras Pichia stipitis NCYC 1541 e Kluyveromyces marxianus NCYC 2791 como agentes fermentativos. O meio de cultura usado para manter as culturas destas leveduras foi Yeast Extract Peptone Dextrose (YEPD). O principal propósito deste trabalho foi o de encontrar alternativas aos combustíveis fósseis, pautando-se por soluções inofensivas para o meio ambiente e sustentáveis. Assim, o trabalho está dividido em quatro etapas: 1) caraterização química e biológica da drêche; 2) pré-tratamento ácido e hidrólise enzimática para primeiramente quebrar as moléculas de lenhina que envolvem os polímeros de celulose e hemicelulose e em seguida romper as ligações poliméricas destas macromoléculas por ação enzimática e transforma-las em açúcares simples, respetivamente, obtendo-se então a glucose, a maltose, a xilose e a arabinose; e, por último, 3) otimização da etapa de fermentação da glucose, maltose e das pentoses que constitui a condição essencial para se chegar à síntese do bioetanol de um modo eficiente e sustentável e 4) a recuperação do bioetanol produzido por destilação fracionada. A quantificação dos açúcares libertados no processo foi feita recorrendo a análises por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). Neste estudo foram identificados e quantificados cinco açúcares: Arabinose, Glucose, Maltose, Ribose e Xilose. Na etapa de pré-tratamento e hidrólise enzimática foram usados os ácidos clorídrico (HCl) e nítrico (HNO3) com a concentração de 1% (m/m), e as enzimas Glucanex 100g e Ultraflo L. Foram testadas seis condições de pré-tratamento e hidrólise enzimática, alterando os parâmetros tempo de contacto e razão enzimas/massa de drêche, respetivamente, e mantendo a temperatura (50 ºC), velocidade de agitação (75 rpm) e concentração dos ácidos (1% (m/m)). No processamento de 25 g de drêche seca com 0,5 g de Glucanex, 0,5 mL de Ultraflo e um tempo de reação de 60 minutos para as enzimas foi obtida uma eficiência de 15%, em hidrolisado com 6% da celulose. Realizou-se a fermentação do hidrolisado resultante do pré-tratamento ácido e hidrólise enzimática de drêche cervejeira e de meios sintéticos preparados com os açúcares puros, usando as duas estirpes selecionadas para este estudo: Pichia stipitis NCYC 1541 e Kluyveromyces marxianus NYCY 2791. As eficiências de fermentação dos açúcares nos meios sintéticos foram superiores a 80% para ambas as leveduras. No entanto, as eficiências de fermentação do hidrolisado da drêche foram de 45,10% Valorização da Drêche Cervejeira: Fermentação de Pentoses pela Pichia stipitis e de 36,58 para Kluyveromyces marxianus, para um tempo de fermentação de 72 horas e à temperatura de 30 °C. O rendimento teórico em álcool no hidrolisado da drêche é de 0,27 g/g, três vezes maior do que o real (0,0856 g/g), para Pichia stipitis e de 0,19 g/g seis vezes maior do que o real (0,0308 g/g), para a Kluyveromyces marxianus.

Formation of virus-like clusters is an intrinsic property of the tumor necrosis factor family member BAFF (B cell activating factor).

The oligomeric state of BAFF (B cell activing factor), a tumor necrosis factor (TNF) family cytokine that plays a critical role in B cell development and survival, has been the subject of recent debate. Myc-tagged BAFF starting at residue Gln136 was previously reported to crystallize as trimers at pH 4.5, whereas a histidine-tagged construct of BAFF, starting at residue Ala134, formed a virus-like cluster containing 60 monomers when crystallized at pH 9.0. The formation of the BAFF 60-mer was pH dependent, requiring pH >or= 7.0. More recently, 60-mer formation was suggested to be artificially induced by the histidine tag, and it was proposed that BAFF, like all other TNF family members, is trimeric. We report here that a construct of BAFF with no amino-terminal tag (Ala134-BAFF) can form a 60-mer in solution. Using size exclusion chromatography and static light scattering to monitor trimer to 60-mer ratios in BAFF preparations, we find that 60-mer formation is pH-dependent and requires histidine 218 within the DE loop of BAFF. Biacore measurements established that the affinity of Ala134-BAFF for the BAFF receptor BAFFR/BR3 is similar to that of myc-Gln136-BAFF, which is exclusively trimeric in solution. However, Ala134-BAFF is more efficacious than myc-Gln136-BAFF in inducing B cell proliferation in vitro. We additionally show that BAFF that is processed and secreted by 293T cells transfected with full-length BAFF, or by a histiocytic lymphoma cell line (U937) that expresses BAFF endogenously, forms a pH-dependent 60-mer in solution. Our results indicate that the formation of the 60-mer in solution by the BAFF extracellular domain is an intrinsic property of the protein, and therefore that this more active form of BAFF may be physiologically relevant.

Characterization of a new potential virulence factor of Microsporum canis, the secreted subtilisin Sub6

Background: Microsporum canis is a dermatophyte responsible for cutaneous superficial mycoses in domestic carnivores and humans. The pathogenesis of dermatophytoses, including M. canis infections, remains poorly understood. Secreted proteases including members of the subtilisin family are thought to be involved in the infection process. In particular the subtilisin Sub6 could represent a major virulence factor.Objective: The aim of this work was to (i) isolate the M. canis SUB6 genomic DNA and cDNA (ii) produce Sub6 as a recombinant protease (rSub6) and (iii) produce a specific anti-Sub6 polyclonal serum. Material and methods: Genomic SUB6 was amplified by PCR using specific primers and M. canis IHEM 21239 DNA as a target. The SUB6 cDNA was obtained by reverse transcriptase (RT)-PCR using total RNA extracted from the same M. canis strain grown in liquid medium containing feline keratin as unique nitrogen source. Both SUB6 cDNA and genomic DNA were sequenced. The SUB6 cDNA was cloned in pPICZA to produce recombinant Sub6 (rSub6) in Pichia pastoris KM71. This protease rSub6 was produced in methanol medium at a yield of 30 mg ml)1 and purified by anion exchange chromatography using a DEAE-sepharose column. Polyclonal antibodies against purified rSub6 were produced in a rabbit using a standard immunization procedure with saponin as the adjuvant. Seventy days after the first immunization, serum was collected and IgG were purified by affinity chromatography.Results: The coding sequence for M. canis SUB6 from genomic DNA contains 1410 bp and 3 introns, while the cDNA contains a 1221 bp open reading frame. Deduced amino acid sequence analysis revealed that Sub6 is synthesized as a 406 amino acids preproprotein. The predicted catalytic domain has 286 amino acids, a molecular mass of 29.1 kDa and five potential N-glycosylation sites. SDS-PAGE of rSub6 revealed a single polypeptide chain with an apparent molecular mass of 37 kDa. Purified rabbit IgG were shown to be specific for Sub6 using ELISA.Conclusion: We have characterized for the first time Sub6 from a dermatophyte species as a recombinant secreted active enzyme and purified it until homogeneity. Active rSub6 and Sub6 specific antiserum will be used to further study the role of M. canis Sub6 protease in pathogenesis, notably the pattern of in vivo Sub6 secretion in different host species.

Produção, propriedades e aplicação de celulases na hidrólise de resíduos agroindustriais

Cellulases have been intensively studied in the past few years, due to the interests in biofuels production from lignocellulosic materials, since they permit maintaining mild conditions during the conversion process. These enzymes can be produced by a broad variety of naturally occurring microorganisms, such as from genera Aspergillus, Trichoderma, Penicillium and Humicola. Targeting the increasing of expression levels, molecular biology tools have been used for heterologous genes insertion in host cells, e. g., Pichia pastoris and Escherichia coli. Enzymes from fungal cellulolytic complex usually act best at pH between 4 and 5 under temperatures from 40 to 60 °C and can be used for either sequential (SHF) or simultaneous (SSF) hydrolysis together alcoholic fermentation. In this review, the main raw materials for production of cellulases are identified, as well as the state of art of enzymes' properties, production and main applications.

Xylitol from rice husks by acid hydrolysis and Candida yeast fermentation

An investigation was conducted into the production of xylose by acid hydrolysis of rice husks and its subsequent bioconversion to xylitol. The parameters were optimised using the response surface methodology. The fermentation stage took place with the aid of the yeast species Candida guilliermondii and Candida tropicalis. An evaluation of the influence of several biomass pre-treatments was also performed. The effects of the acid concentration and hydrolysate pH on xylitol global yield were also assessed, and the highest yield of xylitol was 64.0% (w/w). The main products, xylose and xylitol, were identified and quantified by means of liquid chromatography.

Efficiency of a yeast-based formulation for the biocontrol of postharvest anthracnose of papayas

To identify formulations of biological agents that enable survival, stability and a good surface distribution of the antagonistic agent, studies that test different application vehicles are necessary. The efficiency of two killer yeasts, Wickerhamomyces anomalus (strain 422) and Meyerozyma guilliermondii (strain 443), associated with five different application vehicles, was assessed for the protection of postharvest papayas. In this study, after 90 days of incubation at 4ºC, W. anomalus (strain 422) and M. guilliermondii (strain 443) were viable with all application vehicles tested. Fruits treated with different formulations (yeasts + application vehicles) had a decreased severity of disease (by at least 30%) compared with untreated fruits. The treatment with W. anomalus (strain 422) + 2% starch lowered disease occurrence by 48.3%. The most efficient treatments using M. guilliermondii (strain 443) were those with 2% gelatin or 2% liquid carnauba wax, both of which reduced anthracnose by 50% in postharvest papayas. Electron micrographs of the surface tissues of the treated fruits showed that all application vehicles provided excellent adhesion of the yeast to the surface. Formulations based on starch (2%), gelatin (2%) and carnauba wax (2%) were the most efficient at controlling fungal diseases in postharvest papayas.

Correlação entre os resultados laboratoriais e os sinais e sintomas clínicos das pacientes com candidíase vulvovaginal e relevância dos parceiros sexuais na manutenção da infecção em São Paulo, Brasil

OBJETIVO: relacionar as leveduras identificadas aos sinais e sintomas clínicos das pacientes com candidíase vulvovaginal e investigar a importância dos parceiros sexuais na reincidência da infecção. MÉTODOS: foi desenvolvido estudo prospectivo de julho de 2001 a julho de 2003 com uma amostra de mulheres residentes na Grande São Paulo. Foram avaliadas 179 pacientes com suspeita clínica de vaginite fúngica, com idade entre 18 e 65 anos. Os critérios para exclusão foram: gravidez, comprometimento imunológico intrínseco e extrínseco, incluindo AIDS, diabetes, imunossupressão, pacientes em terapia com corticosteróides, antibióticos ou hormônios, em pós-menopausa, em uso de dispositivo intra-uterino e duchas vaginais ou espermicidas. Amostras de secreções vaginais ou da glande dos parceiros sexuais de pacientes com vaginite de repetição foram coletadas para microscopia e cultura de fungos. Colônias fúngicas isoladas em CHROMagar Candida foram identificadas por provas clássicas. O teste exato de Fisher foi usado para correlacionar o quadro clínico com as leveduras isoladas das pacientes. RESULTADOS: os sinais e sintomas clínicos mais relevantes na candidíase vulvovaginal foram prurido e corrimento, seguidos por eritema e edema, estatisticamente independente do agente etiológico. Leveduras foram diagnosticadas por microscopia direta em 77 pacientes com vulvovaginites, sendo obtidos 40 cultivos de Candida spp. Candida albicans (70%), C. glabrata (20%), C. tropicalis (7,5%) e C. guilliermondii (2,5%) foram identificadas. As leveduras prevalentes nos parceiros foram C. albicans e C. glabrata. As mesmas espécies foram detectadas nas companheiras e parceiros em 87% dos casos. CONCLUSÕES: as vulvovaginites fúngicas foram mais freqüentes em mulheres entre 18 e 34 anos de idade. Não foi observada correlação entre as espécies de leveduras detectadas e a sintomatologia clínica. Os parceiros sexuais podem ser importantes reservatórios de Candida spp e estar relacionados à manutenção da candidíase vulvovaginal.

O papel dos parceiros sexuais sintomáticos e assintomáticos nas vulvovaginites recorrentes

OBJETIVO: Identificar as espécies predominantes e o papel dos parceiros sexuais na manutenção das vulvovaginites recorrentes por Candida spp. MÉTODOS: Entre agosto de 2007 e março de 2012, foi efetuado estudo prospectivo de 830 pacientes com idades variáveis entre 18 e 65 anos e vaginites fúngicas. Foram excluídos pacientes com diabetes mellitus, síndrome da imunodeficiência adquirida (AIDS), em uso de corticoterapia, antibioticoterapia, hormonoterapia, imunossupressão, duchas vaginais, dispositivos intrauterinos (DIUs) ou espermicidas. A identificação das espécies de Candida foi feita por métodos fenotípicos e genotípicos. O teste do χ2 foi usado para correlacionar a Candida spp. nos parceiros masculinos e a recorrência nas vaginites. RESULTADOS: O agente fúngico foi isolado em um total de 40 mulheres, sendo 24 com vaginites recorrentes, e em 15 dos seus parceiros sexuais, dos quais 10 eram assintomáticos, e 5, sintomáticos. Houve concordância das espécies encontradas no casal em 100% das recorrências. C. albicans (62,4 e 60%), C. glabrata (29,1 e 33,3%) e C. guilliermondii foram as espécies identificadas. Candida tropicalis (4,1%) foi isolada de apenas uma paciente. Nas 16 mulheres restantes que tinham vaginites não complicadas, C. albicans foi isolada em todas. C. glabrata foi isolada em apenas dois de seus parceiros assintomáticos. CONCLUSÃO: Houve predominância de C. albicans; parceiros sintomáticos ou assintomáticos podem ter papel importante como reservatório e fonte de transmissão de leveduras, principalmente nos quadros de vulvovaginites recorrentes.

Phenotypical characterization of Candida spp. isolated from crop of parrots (Amazona spp.)

The purpose of this study was to characterize Candida isolates from crop of parrots. Forty baby parrots of genus Amazona, species aestiva and amazonica that were apprehended from wild animal traffic were used: 18 presented ingluvitis and 22 other alterations, but showing general debilitation. Samples were seeded on Sabouraud dextrose agar with chloramphenicol after be obtained by the introduction of urethral probe through the esophagus. Based on morphology and biochemical reactions (API 20C) Candida was confirmed; it was still searched the production of proteinase and phospholipase, virulence factors for Candida species. Candida spp. were isolated from 57.5% parrots, being 72.2% from birds with ingluvitis and 45.5% from without ones. Twenty-five strains of Candida were isolated, 60% and 40%, respectively from parrots with and without ingluvitis, and were speciated: 28% C. humicola, 24% C. parapsilosis, 20% C. guilliermondii, 20% C. famata, and 8% C. albicans. These results demonstrate that C. albicans is not the most frequent species isolated, and it is the first report that shows C. guilliermondii, C. famata, and C. humicola causing infection in parrots. Many isolates presented filamentation (76%), 100% produced proteinase and 68% phospholipase. The observation of Candida spp. producing virulence factors reinforce the pathogenic role of these yeasts in the cases studied.

Desenvolvimento e padronização do Dot-ELISA usando peptídeos recombinantes para o diagnóstico sorológico de Neospora caninum

A neosporose é reconhecida como uma das maiores causas de aborto e perdas neonatais em bovinos de leite e corte em todo o mundo. Nos últimos anos esta doença tem atraído o interesse de pesquisadores com foco na epidemiologia e métodos eficazes de diagnóstico desta doença. No presente estudo objetivou-se desenvolver e padronizar um teste Dot-ELISA para o diagnóstico sorológico de Neospora caninum com um peptídeo recombinate como antígeno, visando o desenvolvimento de um kit para diagnóstico a campo. O peptídeo recombinante (rNcGRA1) foi desenhado com base na metodologia de genética reversa de epítopos antigênicos originados de uma proteína de grânulos densos de N. caninum, e sintetizado pela GenScript (USA). Produzido mediante o processo fermentativo em leveduras Pichia pastoris KM71. Para a padronização do Dot-ELISA, membranas de nitrocelulose de 0.22µm foram sensibilizadas com 1µL do antígeno e posteriormente os soros foram diluídos em solução de lavagem e incubados durante 1 hora. A revelação foi feita mediante a adição de Proteína G marcada com peroxidase por 30 minutos, seguido da solução reveladora a base de 3,3’-Diaminobenzidine (DAB). Logo após a padronização foram testados 44 soros bovinos diagnosticados por imunofluorescência indireta (RIFI), obtendo-se uma concordância nos resultados do teste de 95,5% e uma sensibilidade e especificidade de 100% e 92% respectivamente. Quanto ao Kit para diagnóstico a campo na Plataforma Tecnológica RapidFlow-Through Miriad®, o peptídeo rNcGRA1 apresentou marcações visíveis ao reagir com os soros positivos, e não apresentou marcações usando os soros negativos. Este estudo é o primeiro a utilizar peptídeos recombinantes e mostrar-se eficiente para o diagnóstico sorológico de bovinos naturalmente infetados por N. caninum.

Cloning, purification and comparative characterization of two digestive lysozymes from Musca domestica larvae

cDNA coding for two digestive lysozymes (MdL1 and MdL2) of the Musca domestica housefly was cloned and sequenced. MdL2 is a novel minor lysozyme, whereas MdL1 is the major lysozyme thus far purified from M. domestica midgut. MdL1 and MdL2 were expressed as recombinant proteins in Pichia pastoris, purified and characterized. The lytic activities of MdL1 and MdL2 upon Micrococcus lysodeikticus have an acidic pH optimum (4.8) at low ionic strength (μ = 0.02), which shifts towards an even more acidic value, pH 3.8, at a high ionic strength (μ = 0.2). However, the pH optimum of their activities upon 4-methylumbelliferyl N-acetylchitotrioside (4.9) is not affected by ionic strength. These results suggest that the acidic pH optimum is an intrinsic property of MdL1 and MdL2, whereas pH optimum shifts are an effect of the ionic strength on the negatively charged bacterial wall. MdL2 affinity for bacterial cell wall is lower than that of MdL1. Differences in isoelectric point (pI) indicate that MdL2 (pI = 6.7) is less positively charged than MdL1 (pI = 7.7) at their pH optima, which suggests that electrostatic interactions might be involved in substrate binding. In agreement with that finding, MdL1 and MdL2 affinities for bacterial cell wall decrease as ionic strength increases.

Avaliação de diferentes tipos de carvão ativo na destoxificação de hidrolisado de palha de arroz para produção de xilitol

O hidrolisado hemicelulósico de palha de arroz foi tratado com cinco tipos de carvão ativo (pó e granulado) com o objetivo de remover, por adsorção, compostos tóxicos que podem agir como inibidores no processo de bioconversão de xilose em xilitol, por Candida guilliermondii. Os valores máximos de fator de rendimento em xilitol (Y P/S = 0,67g g-1) e produtividade volumétrica (Q P = 0,61g L-1 h-1) foram atingidos quando o hidrolisado foi tratado com carvão ativo em pó de partículas de tamanho pequeno (0,043mm), baixa granulometria (32% retidos em peneira de 325mesh) e grande área superficial (860m² g-1), características as quais favoreceram a adsorção dos compostos tóxicos.

Avaliação de mosto de uva fermentado

O objetivo deste estudo foi determinar a concentração de compostos voláteis nos mostos de uva Chardonnay e Pinot Noir fermentados pela Pichia membranaefaciens, como também analisar as fases de crescimento da levedura durante a fermentação a 15 e 20 °C. Compostos voláteis majoritários da fermentação como: etanol, acetato de etila, acetato de isoamila, acetaldeido, 1-propanol, isobutanol e álcool isoamílico foram isolados e quantificados pelo sistema de "Purge and Trap". A fermentação conduzida a 15 °C mostrou ser mais adequada na produção de acetato de etila, com valores inferiores a 200 mg.L-1 (131,3 e 147,0 mg.L-1) nos mostos Pinot Noir e Chardonnay, respectivamente, enquanto que a 20 °C a produção foi de 286,0 e 270,0 mg.L-1 nos mostos Pinot Noir e Chardonnay, respectivamente.

Produção de protoplastos e lise da parede celular de leveduras utilizando β-1,3 glucanase

O presente trabalho visou a aplicação da β-1,3 glucanase lítica, obtida do microrganismo Cellulosimicrobium cellulans 191, na produção de protoplastos e na lise da parede celular de leveduras. A preparação bruta da enzima foi capaz de lisar as leveduras Kluyveromyces lodderi, Saccharomyces cerevisiae (Fleischmann e Itaiquara), S. cerevisiae KL-88, S. diastaticus NCYC 713, S. cerevisiae NCYC 1001, Candida glabrata NCYC 388, Kluyveromyces marxianus NCYC 587 e Hansenula mrakii NCYC 500. A β-1,3 glucanase purificada foi capaz de lisar as leveduras Saccharomyces cerevisiae KL-88, Saccharomyces capensis, Debaromyces vanriji, Pachysolen tannophillus, Kluyveromyces drosophilarum, Candida glabrata, Hansenula mrakii e Pichia membranaefaciens e formar protoplastos de Saccharomyces cerevisiae KL-88.

Influence of the use of rice bran extract as a source of nutrients on xylitol production

Xylose-to-xylitol bioconversion using 2.5 or 10% (v/v) rice bran extract was performed to verify the influence of this source of nutrients on Candida guilliermondii metabolism. Semisynthetic medium (SM) and sugarcane bagasse hemicellulosic hydrolysate detoxified with ion-exchange resins (HIE) or with alteration in pH combined with adsorption onto activated charcoal (HAC) were fermented in 125 mL Erlenmeyer flasks at 30 ºC and 200 rpm for 72 hours. Activated charcoal supplemented with 2.5% (v/v) rice bran extract was fermented by C. guilliermondii in a MULTIGEN stirred tank reactor using pH 5.0 and 22.9/hour oxygen transfer volumetric coefficient. Higher values of xylitol productivity (0.70, 0.71, and 0.62 g.Lh-1) and xylose-to-xylitol conversion yield (0.71, 0.69, and 0.63 g.g-1) were obtained with 2.5% (v/v) rice bran in semisynthetic medium, ion-exchange resins, and activated charcoal, respectively. Moreover, during batch fermentation, the xylitol volumetric productivity and fermentation efficiency values obtained were 0.53 g.Lh-1 and 61.1%, respectively.