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Título: Potencial de bactérias do Rio Madeira na produção de biopolímeros
Autor(es): Ferreira, Edilane Martins
Orientador(es): Procópio, Rudi Emerson de Lima
Palavras-chave: Biopolímeros;Polihidroxialcanoatos;Rio Madeira;Bacillus sp;Polihidroxibutirato
Data do documento: 20-Fev-2015
Editor: Universidade do Estado do Amazonas
Resumo: Os plásticos têm papel fundamental na sociedade, com diversas finalidades e amplo mercado, constantemente em crescimento. Grandes problemas ambientais ocorrem devido ao uso excessivo de plásticos derivados do petróleo, principalmente devido sua rápida descartabilidade e lenta degradação, afetando a qualidade de vida da população atual, surgindo a necessidade de se buscarem alternativas para substituição deste material. Apresentam-se como solução os plásticos biodegradáveis, que são polímeros com as propriedades desejáveis dos plásticos convencionais e rapidamente biodegradados quando descartados no ambiente. Dentre eles, estão os polihidroxialcanoatos (PHAs), uma grande família de poliésteres, intracelulares, acumulados na forma de grânulos por diversas bactérias a partir de substratos de fontes renováveis, como reserva de carbono e/ou energia, sob limitação de um nutriente essencial ao seu crescimento. O objetivo deste trabalho é selecionar bactérias capazes de produzir PHA, da coleção de microrganismos do Laboratório de Microbiologia do Programa de Mestrado em Biotecnologia e Recursos Naturais, da Universidade do Estado do Amazonas – MBT/UEA. Inicialmente, 140 isolados coletados no Rio Madeira localizado no município de Autazes/AM em 2010, foram reativados e purificados em meio NA e MM. Para a seleção de linhagens com potencial de produção de biopolímeros, dos 140 isolados corados com Sudan Black, 47 mostraram-se positivos para a coloração. Destes, 08 isolados foram selecionados, por apresentarem maiores alterações morfológicas da célula quando visualizados em microscópio, sugerindo potencial para produção de biopolímeros. Os mesmos foram submetidos à coloração por Nile Red e Nile Blue para confirmação da produção de biopolímeros. Para elucidar qualitativa e quantitativamente os PHAs produzidos pelos 08 isolados, foi utilizada a massa celular liofilizada realizando a metanólise para a extração do biopolímero. Em seguida, as amostras foram analisadas por cromatografia gasosa. Como resultados, dos 08 isolados identificados com base na identidade da sequência parcial do gene 16S rRNA, foram encontradas espécies pertencentes à três gêneros: Bacillus, Brevibacterium e Lynisibacillus, sendo o gênero Bacillus o mais significativo, além de apresentarem características desejáveis para a produção de PHA, como o curto tempo de geração, crescem facilmente até alcançar um alta densidade celular, utilizam fonte de carbono e nitrogênio de baixo custo. Todos os isolados identificados são Gram-positivas, oferecendo a vantagem da falta de LPS e proteínas de excreção, o que os tornam bons candidatos como produtores de PHA para aplicações biomédicas. A análise cromatográfica revelou um polímero constituído principalmente de monômeros 3-hidroxibutirato (HB). Vale ressaltar, que sobre o gênero Brevibacterium existem pouquíssimos trabalhos publicados relatando a produção de biopolímeros e quanto ao gênero Lysinibacillus, não foi relatado nada sobre a produção de biopolímeros, até o momento. Estes resultados demonstram a importância de trabalhos de bioprospecção com o objetivo de detectar bactérias produtoras de PHA. Palavras-chave: Biopolímeros. Polihidroxialcanoatos. Rio Madeira. Bacillus sp. Polihidroxibutirato.
Abstract: Plastics play a fundamental role in society, with different purposes and broad market, constantly growing. Major environmental problems occur due to excessive use of petroleum-derived plastics, mainly due to its rapid disposability and slow degradation, affecting life quality of the current population, resulting in the need to find alternatives to replace this material. Biodegradable plastics are presented as solution, which are polymers with desirable properties of conventional plastics and quickly biodegradability when discarded into the environment. Among them there are polyhydroxyalkanoates (PHAs), a large family of polyesters, intracellulars, accumulated in the form of granules by various bacteria from renewable sources substrates, using it as carbon and/or energy source, under limitation of an essential nutrient for their growth. The objective of this study is to select bacteria capable of producing PHA, from the collection of microorganisms of the “Laboratório de Microbiologia do Mestrado em Biotecnologia e Recursos Naturais da Universidade do Estado do Amazonas –MBT/UEA”. Initially, 140 isolates sampled from Madeira River of Autazes municipality (Amazonas State) in 2010, were reactivated and purified through NA and MM. To select bacteria lines with biopolymer production potential, all isolates were stained with Sudan Black, and 47 were positive for staining. Within the positive group, 08 isolates were selected for presenting major cell morphological changes when seen in the microscope, suggesting potential for biopolymers production. Then they were stained with Nile Red and Nile Blue to confirm biopolymer production. To elucidate qualitatively and quantitatively the PHAs produced by the 08 isolates, it was used the lyophilized cellular mass performing methanolysis for biopolymer extraction. Thus, samples were analyzed by gas chromatography. As result, from 08 isolates identified by partial sequence identity of 16S rRNA, there were species belonging to three genera: Bacillus, Brevibacterium and Lynisibacillus, being genus Bacillus the most significant, thus having desirable characteristics for PHA production, such as short generation time, easy growth until reaching a high cell density and use of low cost carbon and nitrogen source. All identified isolates are gram-positive, providing the advantage of the lack of LPS and protein excretion, which make them good candidates as PHA producers for biomedical applications. Chromatographic analysis revealed a polymer consisting mainly of monomer 3-hydroxybutyrate (HB). It is noteworthy that on Brevibacterium genus there are very few published studies about the production of biopolymers and in terms of gender Lysinibacillus did not report anything about the production of biopolymers, yet. These results demonstrate the importance of bio prospection works aiming to detect bacteria PHA producers. . Keywords: Biopolymers, Polyhydroxyalkanoates, Madeira River, Bacillus sp., polyhydroxybutyrate.
URI: http://repositorioinstitucional.uea.edu.br//handle/riuea/2386
Aparece nas coleções:DISSERTAÇÃO - MBT Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Recursos Naturais da Amazônia

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