| Congresso Brasileiro de Microbiologia 2023 | Resumo: 407-1 | ||||
Resumo:A produção de etanol de segunda geração (E2G) a partir de hidrolisados lignocelulósicos enfrenta o desafio dos subprodutos citotóxicos resultantes do pré-tratamento da biomassa. Esses subprodutos incluem furfural (FF) e 5-hidroximetilfurfural (HMF) que são compostos furânicos, bem como ácido acético (AA) e ácido fórmico (AF), que são ácidos fracos. A tolerância a esses inibidores é essencial para o avanço da produção de E2G. Neste estudo, foram avaliados o crescimento celular e a produção de etanol por duas linhagens de S. cerevisiae capazes de metabolizar xilose pela via oxirredutora. A linhagem industrial CAT-1 foi modificada para superexpressar os genes XYL1, XYL2 e XKS1 , além de uma versão mutante ([4-59Δ]HXT1) da permease HXT1, resultando na cepa MP-C5H1. Posteriormente, a cepa MP-C5H1 foi modificada para superexpressar a catalase peroxissomal (gene CTA1), gerando a linhagem MP-C5H1CA1. A cinética de crescimento celular foi avaliada por até 48 horas em meio sintético Yeast Nitrogen Base (YNB) contendo glicose (20 g L-1) ou xilose (20 g L-1) como fonte de carbono. Diferentes concentrações de FF, HMF, AA e AF foram adicionadas separadamente aos meios de cultura, enquanto o meio sem inibidores foi usado como controle. Variáveis fenotípicas, como duração da fase lag, tempo de duplicação e eficiência de crescimento, foram analisadas usando o software PRECOG . A produção de etanol foi quantificada enzimaticamente. Observou-se que a linhagem MP-C5H1CA1 foi capaz de crescer e produzir cerca de 3,0 g L-1 de etanol, mesmo na presença de 3,5 g L-1 de AA, quando a glicose era a fonte de carbono. A linhagem MP-C5H1 tolerou até 2,0 g L-1 de AA, mas produziu apenas 2,3 g L-1 de etanol. Em relação ao AF, a cepa MP-C5H1 tolerou até 0,25 g L-1 e produziu cerca de 2,3 g L-1 de etanol, enquanto a linhagem MP-C5H1CA1 não cresceu nessa condição. No entanto, quando FF e HMF estavam presentes e a glicose era a fonte de carbono, não foram observadas diferenças nas variáveis fenotípicas ou na produção de etanol. Quando a xilose foi usada como fonte de carbono, nenhuma das linhagens cresceu ou produziu etanol nos ensaios controle, sem a presença de qualquer inibidor. No entanto, a linhagem MP-C5H1CA1 mostrou maior tolerância ao AA quando a concentração do ácido era de 1,0 g L-1, com redução na duração da fase lag (60 %) e no tempo de duplicação (20 %), em comparação com a cepa parental, nas mesmas condições. Porém, não houve produção significativa de etanol nesse caso, embora a linhagem tenha sido capaz de crescer na presença de até 2,0 g L-1 de AA. Quando AF, FF ou HMF estavam presentes e a xilose era a fonte de carbono, nenhuma das cepas cresceu ou produziu etanol durante o período avaliado. Esses resultados indicam que a linhagem MP-C5H1CA1 apresentou maior tolerância ao AA quando a glicose era a fonte de carbono, devido ao aumento da expressão da catalase peroxissomal. Além disso, observou-se que o AA promoveu o crescimento dessa linhagem quando a xilose era a fonte de carbono. Esses resultados destacam o papel do gene CTA1 na tolerância ao ácido acético por S. cerevisiae e sua contribuição para o avanço na produção de E2G. Palavras-chave: etanol 2G, xilose, catalase, estresse oxidativo, hidrolisados lignocelulósicos Agência de fomento:INCT Leveduras: Biodiversidade, preservação e inovações biotecnológicas (Processo CNPq nº. 406564/2022-1); CAPES e CNPq. | |||||