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2019
Aureliano Claret da Cunha. 2/27/2019. “Estudos sobre consumo de glicerol por leveduras para fins biotecnológicos.” Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia - NUPEB/UFOP. Publisher's VersionAbstract

Nos últimos anos o aumento do excedente de produção do glicerol bruto, um subproduto da produção do biodiesel, tem estimulado a busca por processos alternativos de aplicação do glicerol. De entre as alternativas, destacam-se os processos biotecnológicos onde o glicerol é convertido por microrganismos em um produto com maior valor agregado, de amplo uso industrial e com menor impacto ambiental. O objetivo do presente trabalho foi caracterizar Wickerhamomyces anomalus LBCM1105, uma cepa capaz de utilizar eficientemente o glicerol como única fonte de carbono, através do isolamento e caracterização do transportador de alta afinidade de glicerol (WaStl1p), e do sequenciamento do seu genoma. Estratégias de engenharia genética foram também utilizadas em Saccharomyces cerevisiae BY4741, com intuito de otimizar o consumo de glicerol e obter a sua conversão em etanol. LBCM1105 apresentou velocidades de crescimento maiores que BY4741 independente do meio (YP ou YNB) e da fonte de carbono (glicose ou glicerol). Com o objetivo de melhorar o desempenho de BY4741 em glicerol, foi tentada a sobrexpressão simultânea do transportador ativo de glicerol Stl1 e da primeira enzima da assimilação do glicerol, a glicerol quinase Gut1, com vista a aumentar o fluxo metabólico de consumo do glicerol. Adicionalmente foi também sobrexpresso o fator de transcrição/ativador Pdc2 que controla vários genes, incluindo PDC1, PDC10 e THI10, com vista a promover o desvio do fluxo glicolítico para a fermentação. Todas as construções foram confirmadas por amplificação de fragmentos alvo e sequenciamento de DNA. O desempenho final de cada mutante foi avaliado, não tendo sido obtido o efeito esperado. A taxa de crescimento foi tanto menor quanto mais modificações genéticas, sugerindo uma diminuição de fitness proporcional. Em colaboração com o Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE), o genoma da LBCM1105 foi sequenciado, montado, anotado e submetido a análises filogenéticas multiloci. O genoma da W. anomalus LBCM1105 apresenta 12,78 Mb, com %CG de 34,52, cobertura de 20,5x em profundidade e 90% de extensão e completude. Comparando com leveduras conhecidas, o genoma contém todas as sequências de proteínas relacionadas ao transporte e metabolismo de glicerol. O gene WaSTL1 foi isolado por PCR e clonado no vetor (pCev-G2-Km). O mutante S. cerevisiae BY4741 stl1Δ foi transformado com a construção. A caracterização do mecanismo de transporte de glicerol confirmou (i) que WaStl1p tem uma elevada afinidade para o glicerol, Km = 0,96 ± 0,15 mM, (ii) que a cepa LBCM1105 apresenta além da afinidade uma elevada quantidade de transportador ativo, Vmax = 148,3 ± 10,16 μmol·h−1·g−1, e (iii) que o gene expresso heterologamente em S. cerevisiae stl1Δ complementa o mutante. O caráter ativo do transporte foi confirmado pela sensibilidade ao protonionóforo carbonil cianeto m-clorofenilhidrazona, tanto na LBCM1105 como na S. cerevisiae stl1Δ WaSTL1. Futuros estudos das vias metabólicas de glicerol em leveduras serão necessários para que novas estratégias de engenharia genética sejam mais eficientes.

Daniel B. COELHO, Eduardo M. PIMENTA, Izinara C Rosse, Christiano Veneroso, and et. al. 2019. “Alpha-Actinin-3 R577X Polymorphism Influences Muscle Damage and Hormonal Responses After a Soccer Game.” JOURNAL OF STRENGTH AND CONDITIONING RESEARCH, 33, 10, Pp. 2655-2664. Publisher's VersionAbstract

The purpose of this study was to evaluate indicators of muscle damage and hormonal responses after soccer matches and its relation to alpha-actinin-3 (ACTN3) gene expression (XX vs. RR/RX), considering that the R allele produces alpha-actinin-3 and provides greater muscle strength and power. Thirty players (10 XX and 20 RR/RX) younger than 16 years were evaluated in this study. Blood samples were collected immediately before, after, 2, and 4 hours after the games to assess muscle damage (creatine kinase [CK] and alpha-actin) and hormonal responses (interleukin-6 [IL-6], cortisol, and testosterone). Postgame CK was higher as compared to the pregame values in both groups and it was also higher in the RR/RX (p < 0.05) than in the XX. The concentrations of alpha-actin and IL-6 were similar for both groups and did not change over time. Testosterone was increased after the game only in the RR/RX group (p < 0.05). Cortisol concentrations in group RR/RX were higher immediately after the game than before the game, and 2 and 4 hours after the game the concentration decreased (p < 0.05). The RR and RX individuals presented higher markers of muscle microtrauma and hormonal stress, probably because they performed more speed and power actions during the game, which is a self-regulated activity. From the different responses presented by RR/RX and XX genotypes, we conclude that the genotypic profile should be taken into account when planning training workloads and recovery of athletes.

Gustavo Amaro Bittencourt, Elisa Silva da Barreto, Rogelio Lopes Brandão, Bruno Eduardo Lobo Baêta, and Leandro Vinícius Alves Gurgel. 2019. “Fractionation of sugarcane bagasse using hydrothermal and advanced oxidative pretreatments for bioethanol and biogas production in lignocellulose biorefineries.” BIORESOURCE TECHNOLOGY, 292, Pp. 121963. Publisher's VersionAbstract
The fractionation of sugarcane bagasse (SB) by hydrothermal pretreatment (HP, autohydrolysis) followed by alkaline extraction (AE) and advanced oxidative pretreatment (AOP) for production of second-generation ethanol and biogas was investigated. The AOP of SB was optimized using a Doehlert design, varying the applied H2O2 load, liquid-to-solid ratio (LSR), and time. The responses evaluated were yield (Y), residual cellulose (RC), delignification (DE), and enzymatic conversion (EC). The AE of SB pretreated by HP led to 61.8% DE (using 0.2 mol L−1 NaOH). This high lignin removal enabled substantial savings of H2O2 in the AOP. The optimized AOP conditions led to 78% Y, 82.2% RC, 42.7% DE, and 88.9% EC (overall glucose yield of 60.9%). Fermentation of the enzymatic hydrolysate with Saccharomyces cerevisiae yielded 190.8 Lethanol tonSB−1. Biogas production by anaerobic digestion of residual liquid streams of the pretreatment steps yielded 27.46 NLCH4 kgSB−1. An energy balance was estimated for the SB fractionation.
Aureliano Claret da Cunha, Lorena Soares Gomes, Fernanda Godoy-Santos, Fábio Faria-Oliveira, Janaína Aparecida Teixeira, Geraldo Magela Santos Sampaio, Maria José Magalhães Trópia, Cândida Lucas Ieso Miranda Castro, Cândida Lucas, and Rogelio Lopes Brandão. 2019. “High-affinity transport, cyanide-resistant respiration, and ethanol production under aerobiosis underlying efficient high glycerol consumption by Wickerhamomyces anomalus..” JOURNAL OF INDUSTRIAL MICROBIOLOGY & BIOTECHNOLOGY, 46, 5, Pp. 709–723. Publisher's Version