Biodegradação da vinhaça resíduo da produção de etanol

The State of São Paulo is responsible for the largest sugar cane production in Brazil, as well as the largest production of ethanol made of this raw material – which is widely used as fuel for automobiles. This utilization began in the 1970’s, with the institution by the Brazilian government of the National Alcohol Program (PRO-ÁLCOOL), as a consequence of the petroleum crisis, rising again five years ago, with the development of flex fuel cars. The obtaining process of ethanol originates residues; amongst them, vinasse is the one that’s generated in the largest amount (an average of 10 to 13 litres/litre of ethanol produced). The disposal of this residue in waters was only forbidden in 1978, but before that, researchers had already been investigating its utilization as raw material. This paper had the objective of accompany the biodegradation of vinasse by evaluating the oxygen comsumption during it until the ultimate Biochemical Oxygen Demand (uBOD), performed in twenty days; another objective was to analyse the biomass production of Saccharomyces cerevisae in this residue. Physical and chemical analyses of the residue were also performed, as well as acute toxicity essays using Daphnia similis and Dugesia tigrina, before and after its biodegradation. The physical and chemical analyses pointed elevated acidness (pH = 3,98), conductivity (8,30 mS/cm) and COD (25.693,43 mg O2/L) and mean quantity of suspended solids (5.246 mg/L). The toxicity essays indicated absence of toxic potential in vinasse after biodegradation for both species. The uBOD degradated until 88,22% of the COD, demonstrating the possibility of biodegradation of most of the residue’s organic load in a relatively short period of time. S. cerevisae caused a 37,03% COD diminution in vinasse, diminished its conductivity and promoted a slight elevation of the pH; it obtained low biomass...(Complete abstract click electronic access below)

Determinação de comunidades em redes biológicas integradas

To understand how biological phenomena emerge, the nonlinear interactions among the components envolved in these and the correspondent connected elements, like genes, proteins, etc., can be represented by a mathematical object called graph or network, where interacting elements are represented by edges connecting pairs of nodes. The analysis of various graph-related properties of biological networks has revealed many clues about biological processes. Among these properties, the community structure, i.e. groups of nodes densely connected among themselves, but sparsely connected to other groups, are important for identifying separable functional modules within biological systems for the comprehension of the high-level organization of the cell. Communities' detection can be performed by many algorithms, but most of them are based on the density of interactions among nodes of the same community. So far, the detection and analysis of network communities in biological networks have only been pursued for networks composed by one type of interaction (e.g. protein-protein interactions or metabolic interactions). Since a real biological network is simultaneously composed by protein-protein, metabolic and transcriptional regulatory interactions, it would be interesting to investigate how communities are organized in this type of network. For this purpose, we detected the communities in an integrated biological network of the Escherichia coli and Saccharomyces cerevisiae by using the Clique Percolation Method and we veri ed, by calculating the frequency of each type of interaction and its related entropy, if components of communities... (Complete abstract click electronic access below)

Estudo da viabilidade da levedura de descarte da indústria cervejeira, na obtenção da aguardente do “liquor” de laranja

O “liquor” de laranja é um subproduto da indústria de suco de laranja, liquido resultante da prensagem do bagaço da laranja; atualmente sua utilidade pela indústria cítrica é a produção de ração animal. Mas estudos anteriores revelaram uma nova utilidade para o “liquor” de laranja: a produção de aguardente. Tal produto demonstrou ser uma excelente alternativa para o uso do mesmo, visto que a aguardente produzida tem potencial de ser o segundo produto em valor agregado e em volume produzido pela indústria de suco de laranja. A indústria cervejeira utiliza leveduras Saccharomyces cerevisae para a produção de cerveja, que são descartadas após cinco utilizações, mas ainda com grande viabilidade, apresentando um valor médio de 2% de células mortas. Foi descrito em trabalhos anteriores que tais leveduras podem ser utilizadas na produção de aguardente de “liquor” de laranja, aumentando o caráter de sustentabilidade da aguardente produzida. Este trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade das leveduras S. cerevisae, na fermentação do “liquor” de laranja, após bateladas de fermentação do “liquor.

Avaliação da Hidrólise Ácida e Alcalina do Caroço de Abacate para a Produção de Etanol

New patterns from replaceable sources have been searched by scientific community to ethanol produce. The seed of avocado has thereabout 20% of starch. The starch hydrolysis results fermentable sugars by Saccharomyces cerevisiae, and the ethanol is the major product of fermentation. The starch can be hydrolysed by acids, basis and enzymes. Previous studies showed that enzymatic hydrolysis can produce 26,01 liter of ethanol per ton of seed. At the present work, we analyzed the chemistry hydrolysis efficiency before the enzymatic hydrolysis and the use of dormant seed consequence. The Brix rate variation at each stage was evaluated and the ethanol concentration was determined with gas chromatograph technique. The chemistry hydrolysis with subsequent enzymatic hydrolysis was effective, producing until 61,8 L.ton-1. The use of dormant seeds wasn’t significative to raise the Brix rate. The seed of avocado demonstrated to be an alternative replaceable source to ethanol produce

Determinação de Cd, Cu, Ni, Pb e Zn em águas marinhas oriundas da Bacia Potiguar utilizando a técnica de difusão em filmes finos por gradiente de concentração (DGT)

The DGT technique has been used to determine and better understand the dynamics and bioavailability of metals in the sea near to marine outfalls. In this work, the DGT was assessed for the determination of Cd, Pb, Cu, Zn and Ni in marine water samples from Potiguar Basin in its conventional aspect (binding agent, Chelex-100 and diffusive agent: Diffusive polyacrylamide gel (D) and restrictive (R)) and determination of Pb and Cd through its alternative aspect (binding agent: Saccharomyces cerevisiae immobilized in agarose gels and diffusive agent: 3MM Chromatography Paper). The deployment curves for long periods of immersion in the sample, showed a good linear correlation for the conventional aspect to Zn (D: R²=0.9586, R: R²=0.9444), Ni (D: R²=0.9789, R: R²=0.9286) and Cu (D: R²=0.764, R: R²=0.8143), and alternative to Pb (R²=0.9228) and Cd (R²=0.9673). The results of the organic and inorganic composition analysis in conventional aspect, showed that for every element there is no significant fraction of organic compounds in the sample. In addition, considering the alternative aspect, the comparison of obtained and expected masses suggests that some of the Pb is not labile and that the main retention mechanism of Pb for S. Cerevisiae occurs through ion exchange

Análise de interação genética entre mutantes de eIF5A e de fatores de degradação de mRNA e busca de supressores extragênicos em S. cerevisae

O provável fator de início de tradução 5A (eIF5A) é altamente conservado de arqueas a mamíferos e sofre uma modificação pós-traducional única e essencial chamada hipusinação. Este fator já foi relacionado ao transporte nucleocitoplasmático, à degradação de mRNA e à proliferação celular. Dados recentes restabelecem uma função para eIF5A na tradução e sugerem a sua atuação na etapa de elongação ao invés de início, como originalmente proposto. Uma vez que o envolvimento de eIF5A com a degradação de mRNA ainda não foi elucidado, tornou-se interessante estudar qual a natureza desta relação. O metabolismo de mRNA é um processo complexo que envolve as etapas da tradução, repressão da tradução e degradação de mRNA. Na primeira parte deste trabalho, foi avaliada a existência de interação genética sintética entre os mutantes tif51A-1 e tif51A-3 e mutantes de fatores envolvidos com a repressão da tradução e/ou degradação de mRNA. Foi revelada uma supressão parcial do fenótipo de termossensibilidade com nocautes dos genes SBP1, DHH1 e PAT1, que codificam fatores ativadores da remoção do capacete de metilguanosina e repressores da tradução. Por outro lado, uma interação sintético doente (“synthetic sick”) entre os mutantes tif51A-1 e xrn1Δ foi observada.Os dados obtidos reforçam o envolvimento de eIF5A com a elongação da tradução, mostram que o efeito de eIF5A na degradação de mRNA é secundário e sugerem uma função para eIF5A como ativador da tradução. Na segunda etapa são apresentados os resultados do rastreamento de supressores extragênicos do mutante tif51A-1 através de deleções genômicas induzidas por transposon. Foram rastreados aproximadamente 2,2x105 transformantes... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

Estudo da relação entre o fator de início de tradução de eucariotos 5A (eIF5A) e a etapa de elongação da tradução

O fator de início de tradução 5A (eukaryotic translation iniciation factor 5A, eIF5A) é altamente conservado entre arqueas a eucariotos, sendo que as proteínas eIF5A de Saccharomyces cerevisiae e de mamíferos são 63% idênticas. eIF5A sofre uma modificação pós-traducional única na célula, a hipusinação de um resíduo de lisina. Essa proteína já foi relacionada ao início da tradução, transporte nucleocitoplasmático, decaimento de mRNA e proliferação celular, mas a função crítica de eIF5A ainda não foi esclarecida. A depleção deste fator em S. cerevisiae leva a uma diminuição (30%) da taxa de síntese protéica, sugerindo que eIF5A seja um fator envolvido na tradução de um grupo específico de mensageiros. Dados do laboratório demonstram interação física entre eIF5A e proteínas ribossomais bem como com o fator de elongação 2 da tradução (eEF2). A interação com eEF2, sugere que eIF5A atua na etapa de elongação da tradução, ao invés do início da tradução, como proposto inicialmente. Com o objetivo de avaliar a relação de eIF5A com a etapa de elongação, foram realizadas análises de interações genéticas entre o gene codificador de eIF5A (TIF51A) e diversos genes codificadores de proteínas envolvidas na tradução. Através de análises de interações genéticas, foi observado que o mutante estável de eIF5A, tif51AK56A, apresenta um defeito de crescimento quando o mutante de eEF2, eft2H699K, está expresso em alto número de cópias, enquanto que o mutante tif51AQ22H/L93F não apresenta defeitos nesta condição. Foi observado também que o mutante tif51AQ22H/L93F apresenta um defeito de crescimento mais severo quando ocorre superexpressão de EFT2, gene codificador de eEF2. Foi observado ainda que não há complementação alélica entre os mutantes estáveis de eIF5A e que a reversibilidade do fenótipo de sensibilidade a temperatura... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

Efeito da adição de oxigênio na produção de glicerol quinase pela levedura recombinante de Pichia pastoris

O glicerol é um importante subproduto de processos fermentativos. Em algumas bebidas alcoólicas, como vinhos e vodcas contribuem com seu sabor tornando-a aceitável para o consumidor. Com o incentivo na produção de biocombustíveis, a disponibilidade do glicerol deve aumentar, já que é o principal subproduto gerado na produção do Biodiesel. A sua presença em alguns alimentos, pode identificar presença de microrganismos, já que pode ser uma fonte de carbono para eles. Devido às inúmeras utilizações do glicerol para diversos tipos de indústrias, a dosagem do glicerol se torna cada vez mais importante e rotineira. Isso incentiva novas pesquisas de métodos de doseamento. A enzima GK é presente em vários microrganismos e converte o glicerol em glicerol-3-fosfato. Com a utilização da enzima Glicerol -3- fofato desidrogenase, o glicerol - 3 – fosfato é convertido a di-hidroxi-acetona fosfato com a produção de NADH. Este pode ser quantificado através do espectrofotômetro, tornando-se um rápido e eficiente método para doseamento. A levedura recombinante Pichia pastoris foi escolhida pois foi inserida no seu DNA, o Gene GUT1 que expressa a GK em Saccharomyces cerevisiae. Além disso, a expressão enzimática é extracelular, diminuindo etapas no processo de isolamento da enzima GK. O trabalho consistiu em otimizar a produção de GK expressa pela levedura recombinante Pichia pastoris por meio da adição de oxigênio no biorreator de fermentação em escala de 2,5 L. Os resultados do presente estudo indicam o ponto ótimo de oxigenação em fermentador nos parâmetros estabelecidos é de 2,0 lpm tanto para a produção de enzimática quanto para biomassa formada

Efeitos da adição de mananoproteínas derivadas da parede celular de leveduras sobre parâmetros imunológicos de cães adultos e idosos

Pós-graduação em Medicina Veterinária - FCAV

Invertase from a Candida stellata strain isolated from grape: production and physico-chemical characterization

Invertases are enzymes which hydrolyze the sucrose and are widely employed in food and pharmaceutical industries. In this work, the screening of autochthonous grape yeasts from Brazil was carried out in order to investigate their invertase production potential. Yeasts belonging to Saccharomyces, Hanseniaspora, Sporidiobolus, Issatchenkia, Candida, Cryptococcus and Pichia genera were analyzed by submerged fermentation (SbmF) using sucrose as substrate. Among them, Candida stellata strain (N5 strain) was selected as the best producer (10.6 U/ml after 48 hours of SbmF). This invertase showed optimal activity at pH 3.0 and 55°C, demonstrating appropriate characters for application in several industrial processes, which includes high temperatures and acid pHs. In addition, this invertase extract presented tolerance to low concentrations of ethanol, suggesting that it could also be suitable for application at the beginning of alcoholic fermentation. These data provide promising prospects of the use of this new invertase in food and ethanol industry.

Desempenho de leveduras obtidas em indústria de Mato Grosso do Sul na produção de etanol em mosto a base de cana de açúcar

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

O efeito da complexidade estrutural da fonte de carbono e nitrogênio no desempenho fermentativo de leveduras industriais

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

A protein kinase screen of Neurospora crassa mutant strains reveals that the SNF1 protein kinase promotes glycogen synthase phosphorylation

Glycogen functions as a carbohydrate reserve in a variety of organisms and its metabolism is highly regulated. The activities of glycogen synthase and glycogen phosphorylase, the rate-limiting enzymes of the synthesis and degradation processes, respectively, are regulated by allosteric modulation and reversible phosphorylation. To identify the protein kinases affecting glycogen metabolism in Neurospora crassa, we performed a screen of 84 serine/threonine kinase knockout strains. We identified multiple kinases that have already been described as controlling glycogen metabolism in different organisms, such as NcSNF1, NcPHO85, NcGSK3, NcPKA, PSK2 homologue and NcATG1. In addition, many hypothetical kinases have been implicated in the control of glycogen metabolism. Two kinases, NcIME-2 and NcNIMA, already functionally characterized but with no functions related to glycogen metabolism regulation, were also identified. Among the kinases identified, it is important to mention the role of NcSNF1. We showed in the present study that this kinase was implicated in glycogen synthase phosphorylation, as demonstrated by the higher levels of glycogen accumulated during growth, along with a higher glycogen synthase (GSN) ±glucose 6-phosphate activity ratio and a lesser set of phosphorylated GSN isoforms in strain Ncsnf1KO, when compared with the wild-type strain. The results led us to conclude that, in N. crassa, this kinase promotes phosphorylation of glycogen synthase either directly or indirectly, which is the opposite of what is described for Saccharomyces cerevisiae. The kinases also play a role in gene expression regulation, in that gdn, the gene encoding the debranching enzyme, was down-regulated by the proteins identified in the screen. Some kinases affected growth and development, suggesting a connection linking glycogen metabolism with cell growth and development.

New ligands of the cellular retinoic acid-binding protein 2 (CRABP2) suggest a role for this protein in chromatin remodeling

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Degradação de efluentes da indústria têxtil pelo processo eletrolítico e avaliação ecotoxicológica em diferentes níveis tróficos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)