Nos últimos anos, os Polihidroxialcanoatos (PHAs) têm atraído a atenção de muitos investigadores científicos e indústrias, uma vez que apresentam propriedades físicas e mecânicas interessantes com a vantagem adicional de terem propriedades biodegradáveis e biocompatíveis. Muitos relatórios indicam os PHAs como potenciais substitutos dos plásticos convencionais, os quais têm sido apontados como responsáveis pelas alterações climáticas, emissões atmosféricas de CO2 e poluição ambiental. No entanto, são necessários mais estudos focados nas propriedades de degradação destes biopolímeros para que possam ser uma alternativa economicamente viável e sustentável aos plásticos convencionais. A identificação e o isolamento de novos microrganismos e enzimas degradadores de PHA são cruciais, uma vez que a biodegradação depende da existência destes microrganismos.Neste estudo foram identificadas oito estirpes pertencentes à Coleção de Culturas de Bactérias da Universidade de Coimbra (UCCCB) com potencial capacidade para degradar PHB, com base análise genómica comparativa através da ferramenta BLAST. Entre estas oito estirpes selecionadas, apenas a estirpe Diaphorobacter sp. B2A2W2 demonstrou capacidade para degradar PHB em meio sólido e líquido. Para determinar as condições ótimas de cultura (temperatura, pH e tempo de incubação) para a degradação do filme de PHB, foram preparadas culturas da estirpe B2A2W2 em meio mineral líquido suplementado com filme de PHB como única fonte de carbono. A estirpe mostrou maior capacidade de degradação de PHB a 25 ºC e pH 7. Em condições ótimas de cultura da estirpe B2A2W2 a perda de massa de PHB atingiu 100% após sete dias de incubação. Neste estudo, obtiveram-se frações proteicas (peso molecular ≥ 30 KDa) por centrifugação em Millipore Centricon® com atividade enzimática de despolimerização de PHB a pH 8 e 9 (≈ 50 %). No entanto, não foi possível detetar em nenhuma das frações concentradas ou sobrenadantes da cultura bandas proteicas quando foram submetidas a eletroforese em gel de acrilamida desnaturante. Com base na literatura existente, este estudo é o primeiro a avaliar e a caraterizar a atividade de degradação de filmes de PHB demonstrada por espécies do género Diaphorobacter e esperamos que seja alvo de futura investigação.

In recent years, Polyhydroxyalkanoates (PHAs) have caught the attention of many scientific researchers and industries, as they show interesting physical and mechanical properties with the additional advantage of having biodegradable and biocompatible properties. Many reports indicate PHAs as potential substitutes for conventional plastics, which have been pointed out responsible for climate change, air emissions of CO2 and environmental pollution. However, further studies are required to focus on the degradation properties of these biopolymers so that they can be an economically viable and sustainable alternative to conventional plastics. Identification and isolation of new PHA-degrading microorganisms and enzymes is crucial since the biodegradation depends on these microorganisms´ existence.In this study, were identified eight strains belonging to the University of Coimbra Bacterial Culture Collection (UCCCB) with predicted capacity to degrade PHB, based on comparative analysis trough BLAST tool. Among these eight strains selected, only the strain Diaphorobacter sp. B2A2W2 demonstrated the capacity to degrade PHB in solid and liquid media. To determine the optimum culture conditions (temperature, pH, and incubation time) for PHB film degradation, cultures of strain B2A2W2 were prepared in Mineral liquid Medium supplemented with PHB film as sole carbon source, where it showed higher PHB degrading capacity at 25 ºC and pH 7. At optimum culture conditions for the strain B2A2W2, 100% PHB mass loss was achieved after seven days of incubation. In this study, protein fractions with PHB depolymerase enzymatic activity at pH 8 and 9 (≈ 50%) were obtained using Millipore Centricon®. However, none of the concentrated fractions or culture supernatants showed protein bands when subjected to SDS-PAGE gel electrophoresis. Based on the existent literature, this study is the first to evaluate and characterize PHB film degradation activity by species from Diaphorobacter genus and is worth of further investigation.

Dissertação de Mestrado em Bioquímica apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia