The brewing yeast

The concept of brewing science is very recent when compared with the history of beer. It began with the microscopic observations of Louis Pasteur and evolved through the last century with improvements in engineering, microbiology, and instrumental analysis. However, the most profound insight into brewing processes only emerged in the past decades through the advances in molecular biology and genetic engineering. These techniques allowed scientists to not only affirm their experiences and past findings, but also to clarify a vast number of links between cellular structures and their role within the metabolic pathways in yeast. This chapter is therefore dedicated to the behavior of the brewing yeast during fermentation. The discussion puts together the recent findings in the core carbon and nitrogen metabolism of the model yeast Saccharomyces cerevisiae and their fermentation performance.

Síntese de novas tieno[3,2-b]piridinas com potencial atividade biológica contendo 1,2,3-triazoles 1,4-dissubstituídos obtidos por reação "click" de ciclioadição azida-alquino catalisada por Cu(I)-CuAAC

Dissertação de mestrado em Química Medicinal

Evaluation of bioactivities of a propolis sample (Gerês) of Portuguese origin

Dissertação de mestrado em Genética Molecular

Exploitation of Ashbya gossypii for the production of high-value products from glycerol feedstocks

Dissertação de mestrado em Bioengenharia

Levadura de Cerveza ( S. cerevisiae ) como promotor natural de crecimiento en parrilleros

La levadura de cerveza, en la variedades Saccharomyces y Torula , se utilizó en nutrición animal durante las décadas del 50 y 60, actualmente se ha comenzado a incorporarse nuevamente como agregado en las dietas de aves, cerdos y vacas lecheras. Saccharomyces cerevisiae fue tradicionalmente considerada como uno de los UGF (Unidentified Growth Factors), de origen natural, al igual que la harina de alfalfa, los solubles de pescado, suero de leche. En aves, y usado en pequeñas porciones, su acción más provechosa residiría en su 40% de contenido proteico de buen valor biológico (Card, 1961 y Buxade Carbo, 1985), y como aporte de vitaminas del grupo B (Ciba-Geigy, 1975). (...) Objetivo general: * Se propone la inclusión de la levadura de cerveza, en escamas, a diferentes niveles para determinar el porcentaje mínimo y adecuado que actué como verdadero promotor natural de crecimiento en parrilleros, sin dejar de considerar el importante aporte de vitaminas del grupo B, ahorrando estos componentes del núcleo vitamínico-mineral. En todos los casos con el principal propósito de reducir los costos del alimento balanceado.

Fermentação de carbohidratos por células desaccharomyces carlsbergensis adaptadas à "Emulsan Al"

Células de Saccharomyces carlsbergensis (IZ-1834) foram crescidas e adaptadas, progressivamente ao meio de caldo de cana esterilizado e contendo 0,001%, 0,002%, 0,003%, 0,004% e 0,00% de emulsan Al (v/v) além do tratamento testemunho isento de Emulsan Al. Estas células, levadas a Warburg fermentaram: glicose, rafinose. Não fermentaram: galactose, maltose e lactose. Não exibiram praticamente fermentação endógena. Glicose e caldo de cana tiveram seus rendimentos elevados, no caso das células utilizadas serem aquelas adaptadas aos diferentes teores de Emulsan Al. A fermentação da rafinose sofreu notável aceleração quando as células utilizadas foram adaptadas à Emulsan Al, sendo que a aceleração foi da ordem de 2 a 3 vêzes àquela observada no experimento com células crescidas em meio isento de Emulsan Al. A diferença da permeabilidade entre um e outro tipo de célula parece explicar o fenômeno.

Efeito da adição de sulfito sobre a produção de alcoóis superiores durante a fermentação alcoólica

Foi estudado o efeito de quatro concentrações de sulfito (19, 69, 119, 219 ppm) em mostos de melaço de cana em pH 4,O e o efeito do pH de mosto sulfitado sobre a produção de etanol, acetaldeído e os alcoóis n-propílico, isobutílico e isoamílico durante a fermentação alcoólica por Saccharomyces cerevisiae. Não foram detectadas diferenças significativas entre os teores de etanol dos mostos sulfitados. Houve aumento significativo no teor de acetaldeído e redução significativa nos teores de alcoóis superiores com o aumento da concentração de sulfito. A elevação do pH do mosto sulfitado provocou aumento significativo nos teores de acetaldeído e alcoóis superiores não afetando a produção de etanol.

Efeito dos ácidos fórmico e propiônico sobre a produção de alcoóis superiores durante a fermentação alcoólica

Foi estudado o efeito de concentrações de 250, 500 e 1000 ppm dos ácidos fórmico e propiônico sobre a produção de etanol e alcoóis superiores produzidos pela fermentação alcoólica de mosto sintético. Não foram detectadas diferenças significativas entre os tratamentos tanto para o ácido fórmico como para o ácido propiônico, embora uma redução não significativa no teor do álcool isoamílico foi observada com a dose de 1000 ppm dos ácidos fórmico e propiônico.

Efeito da adição de sulfato de amônio sobre a produção de ácido succínico durante a fermentação alcoólica

A produção de ácido succínico por leveduras durante a fermentação alcoólica de mosto de melaço suplementado com 25, 50 e 100 ppm de nitrogênio na forma de sulfato de amônio foi determinada por cromatografia em fase gasosa. A adição de nitrogênio amoniacal não afetou significativamente a produção de álcool etílico. Houve redução significativa no teor de ácido succínico com o aumento da quantidade de nitrogênio adicionada.

Aumento da produção de etanol a partir de melaço de cana-de-açúcar pela adição de benzoato

O efeito da adição de benzoato de sódio sobre a fermentação alcoólica de meio de melaço de cana-de-açúcar com 15% de açúcares redutores totais foi estudado utilizando a levedura industrial Saccharomyces cerevisiae M-300-A. Foram adicionados 7,5 miligramas de benzoato de sódio para 0,8 gramas de levedura seca durante 0, 2, 4 e 6 ciclos fermentativos. Com a adição de benzoato ocorreu aumento na produção de etanol, redução do crescimento da levedura e dos teores de glicerol e dos álcoois n-propílico, isobutílico e isoamílico. O inibidor não provocou redução da viabilidade celular e após a retirada do inibidor a levedura voltou a apresentar crescimento. Este fato sugere a possibilidade do uso do benzoato em destilarias de álcool combustível.

Flippase (FLP) recombinase-mediated marker recycling in the dermatophyte Arthroderma vanbreuseghemii.

Biological processes can be elucidated by investigating complex networks of relevant factors and genes. However, this is not possible in species for which dominant selectable markers for genetic studies are unavailable. To overcome the limitation in selectable markers for the dermatophyte Arthroderma vanbreuseghemii (anamorph: Trichophyton mentagrophytes), we adapted the flippase (FLP) recombinase-recombination target (FRT) site-specific recombination system from the yeast Saccharomyces cerevisiae as a selectable marker recycling system for this fungus. Taking into account practical applicability, we designed FLP/FRT modules carrying two FRT sequences as well as the flp gene adapted to the pathogenic yeast Candida albicans (caflp) or a synthetic codon-optimized flp (avflp) gene with neomycin resistance (nptII) cassette for one-step marker excision. Both flp genes were under control of the Trichophyton rubrum copper-repressible promoter (PCTR4). Molecular analyses of resultant transformants showed that only the avflp-harbouring module was functional in A. vanbreuseghemii. Applying this system, we successfully produced the Ku80 recessive mutant strain devoid of any selectable markers. This strain was subsequently used as the recipient for sequential multiple disruptions of secreted metalloprotease (fungalysin) (MEP) or serine protease (SUB) genes, producing mutant strains with double MEP or triple SUB gene deletions. These results confirmed the feasibility of this system for broad-scale genetic manipulation of dermatophytes, advancing our understanding of functions and networks of individual genes in these fungi.

Functional differentiation of tbf1 orthologues in fission and budding yeasts.

In Saccharomyces cerevisiae, TBF1, an essential gene, influences telomere function but also has other roles in the global regulation of transcription. We have identified a new member of the tbf1 gene family in the mammalian pathogen Pneumocystis carinii. We demonstrate by transspecies complementation that its ectopic expression can provide the essential functions of Schizosaccharomyces pombe tbf1 but that there is no rescue between fission and budding yeast orthologues. Our findings indicate that an essential function of this family of proteins has diverged in the budding and fission yeasts and suggest that effects on telomere length or structure are not the primary cause of inviability in S. pombe tbf1 null strains.

Translocation of the yeast dolichol-phosphate-mannose synthase into microsomal membranes.

Dolichol-phosphate-mannose synthase catalyzes the formation of Dolichol-phosphate-mannose from Dolichol-phosphate and GDP-mannose. Analysis of the primary amino acid sequence of the yeast enzyme predicts a luminal orientation of the enzyme in the endoplasmic reticulum. We analysed the translocation of the Dolichol-phosphate-mannose synthase into dog pancreatic microsomal membranes: resistance to proteolytic attack provides evidence of its luminal orientation and asks for a reevaluation of the topology of the reaction.

Genotoxic effect of alkaloids

Because of the increase use of alkaloids in general medical practice in recent years, it is of interest to determine genotoxic, mutagenic and recombinogenic response to different groups of alkaloids in prokaryotic and eucaryotic organisms. Reserpine, boldine and chelerythrine did not show genotoxicity response in the SOS-Chromotest whereas skimmianine showed genotixicity in the presence of a metabolic activation mixture. Voacristine isolated fromthe leaves of Ervatamia coronaria shows in vivo cytostatic and mutagenic effects in Saccharomyces cerevisiae hapioids cells. The Rauwolfia alkaloid (reserpine) was not able to induce reverse mutation and recombinational mitotic events (crossing-over and gene conversion) in yeast diploid strain XS2316.

The dynamics of yeast telomeres and silencing proteins through the cell cycle.

Genes integrated near the telomeres of budding yeast have a variegated pattern of gene repression that is mediated by the silent information regulatory proteins Sir2p, Sir3p, and Sir4p. Immunolocalization and fluorescence in situ hybridization (FISH) reveal 6-10 perinuclear foci in which silencing proteins and subtelomeric sequences colocalize, suggesting that these are sites of Sir-mediated repression. Telomeres lacking subtelomeric repeat elements and the silent mating locus, HML, also localize to the periphery of the nucleus. Conditions that disrupt telomere proximal repression disrupt the focal staining pattern of Sir proteins, but not necessarily the localization of telomeric DNA. To monitor the telomere-associated pools of heterochromatin-binding proteins (Sir and Rap1 proteins) during mitotic cell division, we have performed immunofluorescence and telomeric FISH on populations of yeast cells synchronously traversing the cell cycle. We observe a partial release of Rap1p from telomeres in late G2/M, although telomeres appear to stay clustered during G2-phase and throughout mitosis. A partial release of Sir3p and Sir4p during mitosis also occurs. This is not observed upon HU arrest, although other types of DNA damage cause a dramatic relocalization of Sir and Rap1 proteins. The observed cell cycle dynamics were confirmed by direct epifluorescence of a GFP-Rap1p fusion. Using live GFP fluorescence we show that the diffuse mitotic distribution of GFP-Rap1p is restored to the interphase pattern of foci in early G1-phase.