Isolamento, identificação e caracterização enzimática de uma bactéria de fonte termal do Cerrado

Abstract

Fontes hidrotermais possuem grande diversidade de microrganismos termo resistentes, que são importantes para as indústrias de conversão de biomassa vegetal. A lignocelulose é o componente mais abundante da biomassa, mas é subutilizado pela indisponibilidade de enzimas de baixo custo que realizem a degradação com eficiência. Neste trabalho, treze bactérias foram isoladas da água de duas fontes termais do Parque Nacional de Caldas Novas, GO. Uma foi selecionada para ser identificada e caracterizada enzimaticamente por suportar a maior temperatura de crescimento e deter maior atividade em placa contra carboximetilcelulose (CMC), celulose ultracritalina (UCel) e xilana. Após análises das sequências gênicas do RNA ribossomal 16S e da subunidade β da RNA polimerase, a bactéria selecionada foi classificada no grupo do Bacillus cereus, mas não foi possível a diferenciação entre o B. cereus e o B. thuringinensis, sendo denominada como Bacillus sp. linhagem FT9. Após a classificação, o Bacillus sp. FT9 foi cultivado em CMC, UCel, xilana oat spelts (XOS), xilana birchwood (XBW) e glicose. Para os substratos complexos, a maior taxa de crescimento específico e os mais elevados rendimentos de indução foram encontrados nas culturas induzidas com XOS, sendo observada atividade de xilanase no sobrenadante dessa cultura igual a 0,537 UI/mL a 50 °C e pH 6,0. No sobrenadante da cultura induzida em CMC, foi encontrada atividade de CMCase e FTPase igual a 0,231 UI/mL e 0,111 UI/mL a 70 °C e pH 7,0, respectivamente. Esse é o primeiro relato de atividade xilanolítica e o segundo de atividade celulolítica para linhagens relacionadas filogeneticamente com o grupo do B. cereus. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Microorganisms from hot springs play an important role at the biomass conversion industries. Lignocellulose is the major component of vegetal biomass, however, it is underused because of the unavailability of cost-effective enzymes that perform efficiently its degradation. In this work, thirteen bacteria were isolated from two hot springs located at Caldas Novas National Park, Brazil. One of them was selected for identification and enzymatic description due to the highest grown temperature and the greatest cellulase and xylanase activity that it shown at preliminary assays. When its rDNA 16S and RNA polymerase’s β subunit sequences were analyzed, the chosen strain presented close phylogeny to Bacillus cereus group, although species classification has not been possible through these techniques, it was named Bacillus sp. strain FT9. Then, it was grown on carboxymetylcellulose (CMC), ultracrystalline cellulose (UCel), xylan oat spelts, xylan birchwood and glucose. Considering the complex substrates, the highest rates of specific grown and yields were found at fermentation on XOS, which had 0,537 UI/mL of xylanase activity at 50 °C and pH 6,0. On CMC grown cultures, 0,231 UI/mL of CMCase activity and 0,111 UI/mL of FTPase were detected, both at 70 °C and pH 7,0. That is the first work describing xylanase activity and the second one to describe cellulase activity at Bacillus cereus close related species.