Expressão gênica e atividades de celulases, ß-glicosidases, xilanases e swoleninas de Penicillium echinulatum S1M29
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Data
2016-01-27Orientador
Dillon, Aldo José Pinheiro
Camassola, Marli
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A linhagem S1M29 de Penicillium echinulatum é um fungo filamentoso cujo sistema celulolítico tem potencial para aplicação em processos de degradação de materiais lignocelulósicos visando a obtenção de produtos com interesse biotecnológico, como o etanol de segunda geração. A abundância de biomassas lignocelulósicas associada à busca por alternativas aos combustíveis fósseis faz aumentar o interesse em estudos que envolvam a elucidação dos mecanismos de secreção de enzimas lignocelulolíticas. Neste estudo, o P. echinulatum S1M29 foi crescido em condições de indução para a produção de endoglicanases, celobiohidrolases, β-glicosidases, xilanases e swoleninas. Foram avaliados os perfis enzimáticos em géis de poliacrilamida e o padrão de expressão gênica para estas proteínas. Observou-se que a produção enzimática foi favorecida pela presença de celulose Celufloc E® e bagaço de cana-de-açúcar (BCA) no meio de cultivo em comparação à glicose, sendo que o uso de resíduo de biomassa proporcionou a obtenção dos melhores rendimentos. Resultado semelhante foi atingido na análise dos perfis de secreção enzimática em gel de poliacrilamida, sugerindo ainda, a presença de uma endoglicanase constitutiva de aproximadamente 80 kDa. O estudo de qRT-PCR revelou a presença de quatro genes para endoglicanases com padrão de expressão distintos, destacando-se um acúmulo de transcritos 9779,19 vezes superior à amostra calibradora do gene egl1 em 24 h de cultivo no meio formulado com celulose Celufloc E®. Este mesmo gene gerou 1257,58 vezes mais transcritos acumulados que a amostra calibradora em meio suplementado com BCA. Na avaliação da expressão relativa do gene para celobiohidrolase obteve-se expressão superior no meio formulado com BCA em 48 h em relação ao meio com celulose Celufloc E® em 24 h, correspondendo, respectivamente, a 6464,49 e 3093,26 vezes mais transcritos acumulados que a amostra calibradora. O gene para β-glicosidase expressou-se em meio formulado com BCA no início do cultivo, embora a atividade desta enzima tenha ocorrido ao final do cultivo. A expressão de xilanases foi mais significativa com o uso de celulose Celufloc E® no meio de cultivo. Já o gene para swolenina apresenta um perfil de expressão com valores semelhantes em comparação ao uso de celulose Celufloc E® e BCA no meio de cultivo, apesar da presença de BCA ter proporcionado uma expressão mais tardia. Para todos os genes avaliados foram verificados valores muito reduzidos de expressão quando a glicose foi utilizada como fonte de carbono para o P. echinulatum. Observou-se ainda uma expressão coordenada de genes codificadores de endoglicanases, celobiohidrolase, β-glicosidase e swolenina.