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Master's Dissertation
DOI
Document
Author
Full name
Fabio de Souza Garcia
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2018
Supervisor
Committee
Alcalde, Felipe Santiago Chambergo (President)
Correa, Benedito
Manhani, Maria Raquel
Souza, Glaucia Mendes
Title in Portuguese
Enzimas oxidorredutases produzidas por fungos filamentosos
Keywords in Portuguese
Cana-de-açúcar
Fungos
Lacase
Lignocelulose
Oxidorredutases
Abstract in Portuguese
Por sua capacidade de produzir e secretar uma mistura de enzimas durante seu crescimento em material lignocelulósico os fungos filamentosos são reconhecidos como importantes organismos no processo de degradação de biomassa. Porém, o processo demonstra-se limitado, uma vez que o polímero de lignina dificulta o acesso das enzimas celulolíticas a estrutura da celulose. Nesse contexto, o objetivo do presente estudo foi identificar fungos filamentosos capazes de produzir enzimas oxidorredutases e avaliar sua utilização em complemento a enzimas celulases de Trichoderma reesei no processo de sacarificação do bagaço de cana-de-açúcar. Cepas de fungos foram avaliadas quanto a sua capacidade em degradar compostos modelo de lignina, permitindo a seleção e identificação do fungo Pestalotiopsis sp., um ascomiceto com grande importância em biotecnologia. O fungo foi avaliado quanto a sua capacidade de produzir enzimas oxidorredutases e celulases. Os resultados mostraram uma maior atividade da enzima lacase (7,18 U/mg ao 6° dia de cultivo) em relação as outras enzimas estudadas. Os sobrenadantes de T. reesei e Pestalotiopsis sp. foram concentrados 5x e utilizados no ensaio final de sacarificação do bagaço de cana-de-açúcar. O coquetel enzimático produzido a partir da mistura do sobrenadante de T. reesei como o sobrenadante de Pestalotiopsis sp. produziu maior quantidade de açúcares redutores, gerando 15,52 g/L contra 12,29 g/L da amostra controle após 24 horas. Além disso, foi avaliada a atividade enzimática durante o processo de sacarificação. Constatou-se que no coquetel enzimático ocorre um aumento na atividade de celulases em relação ao controle durante as primeiras 6 horas de reação, podendo estar relacionado a despolimerização da lignina pelas enzimas oxidorredutases. Concluiu-se que para a produção de coquetéis enzimáticos mais eficientes para a degradação da biomassa vegetal, podem ser combinados diferentes grupos de enzimas provenientes de diferentes fungos. Assim, são necessários mais estudos acerca do papel de diferentes enzimas durante o processo e a identificação de novos microrganismos e seus perfis de secreção.
Title in English
Oxidoreductase enzymes from filamentous fungi.
Keywords in English
Fungi
Laccase
Lignocellulose
Oxidoreductases
Sugarcane
Abstract in English
Due to its capacity to produce and secrete a mixture of enzymes during its growth in lignocellulosic material the filamentous fungi are recognized as important organisms in the process of degradation of biomass. However, the process is shown to be limited, since the lignin polymer hinders the access of cellulolytic enzymes to the cellulose structure. In this context, the objective of the present study was to identify filamentous fungi capable of producing oxidoreductase enzymes and to evaluate its use in complement to the enzymes cellulases of Trichoderma reesei in the saccharification process of sugarcane bagasse. Fungi strains were evaluated for their ability to degrade lignin model compounds, allowing the selection and identification of the fungus Pestalotiopsis sp., an ascomycete with great importance in biotechnology. The fungus was evaluated for its ability to produce oxidoreductase enzymes and cellulases. The results showed a higher activity of the enzyme laccase (7.18 U / mg) at the 6th day of culture in relation to the other enzymes studied. Supernatants of T. reesei and Pestalotiopsis sp., were concentrated 5x and used in the final saccharification test of sugarcane bagasse. The enzymatic cocktail produced from the mixture of T. reesei and Pestalotiopsis sp. supernatants produced a higher amount of reducing sugars, generating 15.52 g / L against 12.29 g / L of the control sample after 24 hours. In addition, the enzymatic activity during the saccharification process was evaluated. It was observed that in the enzymatic cocktail there is an increase in cellulase activity in relation to the control during the first 6 hours of reaction, and may be related to depolymerization of lignin by oxidoreductases enzymes. It was concluded that for the production of more efficient enzymatic cocktails for the degradation of the vegetal biomass, different groups of enzymes from different fungi can be combined. Thus, further studies are needed on the role of different enzymes during the process and the identification of new microorganisms and their secretion profiles.
 
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Release Date
2021-05-20
Publishing Date
2019-07-04
 
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