Estudo do sistema ligninolitico do ascomiceto chrysonilia sitophila

Doctoral thesis Portuguese OPEN
Jaime Patricio Rodriguez Gutierrez (1990)
  • Subject: Lignina - Biodegradação

Resumo: Neste trabalho, foi estudada a produção e caracterização as ligninases de Chrysonilia sitophila, a biodegradação de lignossulfonato e outros aspectos relacionados com o sistema ligninolítico deste ascomiceto. A produção de enzimas foi influenciada pela composição do substrato, sendo que materiais contendo lignina, como madeira de pinus, bagaço de cana e casca de arroz, induziram a uma maior produção de fenol-oxidases e de H2O2. Alta concentração de nitrogênio (76mM/l) e cultura não oxigenada foram as condições de cultivo para maiores biotransformações de lignossulfonato por este microorganismo segundo determinado pelas variações na absorbância, fluorescência e distribuição de pesos moleculares. A intensidade da biodegradação de lignossulfonato foi de 48 %, medida pelo método da nitrosolignina. Análises do lignossulfonato antes e após biodegradação foram realizadas e comparadas com o processo de degradação fotoquímica. Três enzimas com atividade ligninase foram separadas. Estas são hemoproteínas com peso molecular de 68,0, 48,3 e 48,0 kDa e pontos isoelétricos de 9,1, 7,8 e 4,5 respectivamente. Características espectroscópicas, pH e concentração de H2O2 ótimo foram determinados. Foi detectada a presença de álcool veratrílico no meio extracelular de C. sitophila e seus produtos de degradação foram estudados por HPLC e espectroscopia UV. Em culturas realizadas num biorreator de 15 l foram obtidas 250 U/l de ligninase medidas pela oxidação do álcool veratrílico ao correspondente aldeído. Também foi experimentada a imobilização do fungo em suportes poliméricos (nylon e poliuretano) obtendo-se um aumento na produção de ligninase. O uso dos detergentes Twen-80 e triton x-100 para aumentar a atividade ligninase é discutido. Um método quimiluminescente é sugerido para medir a atividade ligninolítica total de uma cultura, o qual mostrou boa correlação com a atividade ligninase. Abstract: The production and characterization of ligninases from Chrysonilia sitophila, the biodegradation of lignosulfonate and other aspects related to the ligninolytic system of this fungus was studied. The production of the enzymes was influenced by the substrate composition. A higher production of phenol-oxidase and H2O2 was reached when materials containing lignin like wood pinus, sugar cane bagasse and rice hull were used as substrates. High nitrogen concentration (76 mM/l) and non oxygenated culture were the best culture conditions for greater lignosulfonate biodegradation by this microorganism, determined by the absorbance variations, fluorescence and molecular wheight distribution. The intensity of lignosulfonate biodegradation by C. sitophila, measured by the nitrosolignin method, was 48 %. Analysis of the lignosulfonate before and after biodegradation were made and compared with the process of photochemical degradation. Three enzymes with ligninase activity were isolated. They are hemoproteins with molecular weight 68,0, 48,3 and 48,0 kDa and isoelectric points 9.1, 7.8 and 4.5 respectively. Spectroscopic characteristics, optimum pH and H2O2 concentrations were determined. Veratryl alcohol was detected in the extracellular medium of C. sitophila and its degradation products were studied by HPLC and UV spectroscopy. Cultures carried out in 15 l bioreactor produced 250 U/l of ligninase measured by the oxidation of veratryl alcohol to the correspondent aldehyde. Fungal immobilization on polymeric supports (nylon and polyuretane foam) increased the production of ligninase. The use of Tween 80 and triton X-100 in order to increase ligninase production is discussed. A quimiluminescent method is suggested to measure the total ligninolytic activity of a culture, which showed good correlation to ligninase activity.
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