Caracterização de uma bactéria anaeróbica termofílica isolada do rúmen de caprino e análise das enzimas do seu complexo celulolítico

Abstract

A possibilidade de produzir etanol de resíduos lignocelulósicos tem se tornado cada vez mais atrativo. Dentre os diferentes tipos de resíduos o piolho de algodão gerado na indústria têxtil e a palha de cana de açúcar proveniente das lavouras de cana de açucar podem ser uma alternativa viável em processos fermentativos para a produção do bioetanol. Clostridium thermocellum possui alta capacidade de hidrólise de diferentes biomassas pela presença do complexo multienzimáticocelulossoma. O objetivo deste trabalho foi caracterizar as melhores condições de cultivo de C. thermocellum isolado (B8), obtido a partir do material do rúmen de caprino da raça Moxotó e mapear as proteínas secretadas na presença de piolho de algodão, palha de cana de açúcar e celulose cristalina, além de avaliar a expressão de alguns genes envolvidos na formação do complexo celulossomal. C. thermocellum B8 apresentou melhor condição de crescimento a 60°C, pH 7,0 e após 48 horas de incubação. Nas amostras do sobrenadante da cultura e nas frações eluídas dos susbtratos residuais: celulose (FEC), piolho de algodão (FEP) e palha de cana (FEPA) foi registrada atividade enzimática de Avicelase, CMCase, FPase e Xilanase. A taxa de expressão de genes quantificados por RT-qPCR, envolvidos na formação do celulossoma mostrou diferentes perfis de expressão em relação ao tempo de cultivo e ao tipo de substrato utilizado. A espectrometria por meio de nanoUPLC-MSE foi capaz de identificar 80 proteínas nas frações eluídas dos substratos residuais sendo que destas 32 em FEC, 25 em FEP e 23 em FEPA. Estavam presentes proteínas responsáveis pela formação da estrutura do celulossoma, proteínas do metabolismo de carboidratos, proteínas estruturais, de transporte de solventes e íons e de defesa. Os resultados apresentados podem ajudar a conceber estratégias para a otimização do cultivo de C. thermocellumB8em piolho algodão e palha de cana em grande escala para a hidrólise enzimática desses resíduos e possível produção de etanol.