Estudo da alteração do perfil de proteínas de fungos filamentosos em diferentes condições de cultivo utilizando ferramentas proteômicas e ensaios enzimáticos
[thesis]
Nathália Gonsales da Rosa Garzon
A Deus pela minha vida e pela de todos que têm me acompanhado nessa trajetória. Ao Prof. Dr. Hamilton Cabral pela oportunidade, orientação e compreensão, sempre disponível para me auxiliar nos percalços encontrados. Ao Departamento de Ciências Farmacêuticas e e ao Programa de Pós-graduação da Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP) pela oportunidade concedida. Aos funcionários que contribuem, das mais diferentes formas, para a realização dos nossos trabalhos e a todas as
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... ssoas que fizeram parte desta trajetória de alguma forma. A todos os professores e pesquisadores que me auxiliaram, das mais diversas formas, durante o desenvolvimento do trabalho. Em especial, agradeço aos funcionários e alunos do Centro de Química de Proteínas, vinculado à Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto. À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) pelo apoio financeiro sob Processo n° 2012/24703-8. Gostaria de expressar meus mais sinceros agradecimentos a todos meus familiares e amigos pelo apoio, carinho e admiração que a mim dedicaram. Sei que depois de um tempo viramos números, estatísticas ou índices de performance, por isso, dedico especial agradecimento àqueles que sempre me conhecerão pelo simples Nathalia, Nath ou Ná. Aos companheiros de laboratório e de vida que, com carinho e amizade, tornaram muito felizes os meus dias no Laboratório de Tecnologia Enzimática. Em especial, agradeço àqueles que extrapolaram nosso vínculo para além dos limites do laboratório e que, por morarem em meu coração, serão levados sempre comigo. Agradeço aqui aos doutores que não possuem títulos formais, mas que são os doutores da minha vida: MINHA FAMÍLIA. Minha mãe Ângela e meu pai Jonas, que com seus títulos de amor, trabalho e muito sacrifício, me deram integridade e me fazem a cada dia enchê-los de orgulho...quisera eu poder um dia fazer pelos meus filhos, o que eles fizeram por mim... Meus irmãos, Lucas e Alexandre, que por me fazem perceber que, independente do meu título, não estarei isenta de gozações, me deram humildade. Minha cunhada Francine que me ensinou a ter fé e paciência. Meus sobrinhos Maria Elisa e Joaquim, me mostraram que não precisamos de palavras para compreender o amor, e assim me ensinaram a pureza que deixamos o tempo levar. Minha sogra Marta, meu sogro Elmir, minha cunhada Renata e meu cunhado Matheus, me ensinaram que a vida é um acumulado de encontros inexplicáveis, e que repentinamente já fazemos parte de outra família. Eles me deram o título do quanto é importante saber ser apoio. Meu amor Elmir/Miro/Fera me mostrou que sempre há um porto seguro para o qual eu posso voltar, que nos momentos de maior dificuldade, a dedicação, o respeito, a admiração e o companheirismo irão prevalecer. Com ele percebi que a felicidade só é verdadeira quando as pessoas que amamos estão felizes...e com tudo isso...ele me deu o título de amor... iii ABSTRACT GARZON, N. G. R. Study of the modification in protein profile of filamentous fungi on different culture conditions using proteomic tools and enzymatic assays. 2017. 220f. Thesis (Doctoral). Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto -Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2017. Filamentous fungi are very exploited due to biotechnological potential of their products, which enzymes play a prominent role. Although they have been using in several industrial segments, the enzymes belong to an expansion market, that looking for a better levels of production, novel enzymatic activities and other. Filamentous fungi have a refined mechanisms for response to exogenous alterations. Thus, the proteomic studies have been become an excellent tool to explore proteins, which are produced in response to environmental changes, such as pH, nitrogen and carbon sources, temperature and kind of bioprocesses. A protein group that can be influenced by these variations is biotechnological enzymes. In this work, the profiles of intracellular proteins and/or of secreted enzymes were identified in the bioprocesses with Fusarium oxysporum URM 7401 and Myceliophthora thermophila, submitted to different culture conditions. The intracellular proteins from Fusarium oxysporum URM 7401, cultured in submerged bioprocess with various pH values or nitrogen sources, were extracted from mycelium and fractionated by bidimentional electrophoresis (2DE). The spots were selected and identified by MALDI-TOF/TOF-MS/MS mass spectrometry. The secreted proteins were evaluated, for their enzyme activities, using suitable substrates for peptidase, lipase, amylase, β-glucosidase, CMCase, FPase, invertase, pectinase, xylanase and laccase. The proteins in secretomes from Fusarium oxysporum URM 7401, cultured in submerged bioprocess with casein and feather meal, and from Myceliophthora thermophila, cultured in solid state bioprocess with agroindustrial residues, were identified by LC-ESI-MS/MS mass spectrometer and they were also evaluated for saccharification potential of the agroindustrial residues (wheat bran, rice straw and soybean straw). The selected and identified proteins from Fusarium oxysporum URM 7401, obtained from different culture conditions, in addition to the enzyme production showed that bioprocess parameters influence the metabolism of compounds, cell growth, synthesis of nutrient, oxidative stress, among other. Besides this prominence in enzymes production, the extracts with casein or feather meal were able to degrade agroindustrial residues. The lignocellulolytic ability, conjugated to induction of the phosphopentoses pathways, suggest that Fusarium oxysporum URM 7401 also has potential for performing consolidated bioprocess and, consequently, for bioethanol production. The secretome proteins from Myceliophthora thermophila, quantified in enzymatic assays and identified by mass spectrometer LC-ESI-MS/MS, reinforce the hydrolytic and oxidative potential from this microorganism, with special emphasis for a great number of carbohydrateactive enzymes (CAZy) and oxidoreductases. The action of this enzymatic arsenal was also confirmed by agroindustrial residue degradation assays; and indicated a high potential for lignocellulosic residue saccharifications. The understanding about protein production and/or secretion mechanisms can be supported by proteomics. These mechanisms, complemented by the identification of biotechnological enzymes, can elucidate the metabolic pathways triggered by the microorganism; and can help to design better performing bioprocesses. iv
doi:10.11606/t.60.2018.tde-23052018-105545
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