Browsing by Author "Diniz, Raphael Hermano Santos"

Now showing 1 - 7 of 7
  • No Thumbnail Available
    Item
    Análises genômicas para otimização da produção de compostos aromatizantes por estirpe de Saccharomyces cerevisiae isolada de produção de cachaça.
    (2018) Araújo, Thalita Macedo; Brandão, Rogélio Lopes; Diniz, Raphael Hermano Santos; Mendes, Tiago Antônio de Oliveira; Borges, William de Castro; Fietto, Luciano Gomes; Brandão, Rogélio Lopes; Andrade, Milton Hércules Guerra de
    A qualidade das bebidas alcoólicas está intimamente relacionada à presença de concentrações equilibradas de compostos voláteis, subprodutos do processo de fermentação alcoólica e altamente influenciados pela linhagem da levedura utilizada de tal modo que a compreensão das bases moleculares da produção de compostos desejáveis represente a possibilidade do incremento da qualidade de bebidas fermentadas visando a agregação de valor ao produto final. O presente trabalho tem como objetivo realizar uma análise de características genéticas e fisiológicas das leveduras isoladas da produção de cachaça com potencial para aplicação na produção de outras bebidas alcoólicas. Desse modo, 118 linhagens da coleção LBCM foram avaliadas quanto a capacidade de metabolização de maltose, produção de baixas concentrações de sulfeto de hidrogênio, capacidade de transporte de maltotriose e capacidade de produção de compostos voláteis. A despeito de sua origem comum, as leveduras avaliadas apresentaram diferenças significativas em sua fisiologia. Algumas dessas leveduras apresentam potencial biológico para aplicação na produção de outras bebidas, como, por exemplo, cerveja. A linhagem LBCM1073 foi selecionada dentre as demais por ser heterotálica e pela sua capacidade de produção de acetato de isoamila, um éster altamente desejável em diversas bebidas alcoólicas. Após sequenciamento genômico dessa levedura, com cobertura de 263 vezes e a predição de 5686 genes, análises de genômica comparativa revelaram que a linhagem LBCM1073 apresenta um conjunto de 24 genes ausentes na linhagem laboratorial S. cerevisiae S288c. Alguns desses genes apresentam similaridade com S. bayanus e Lachancea sp. Um total de 64,15% dos genes da linhagem LBCM1073 apresenta ortólogos com genes de 40 ascomicetos avaliados. Dentre as vias já mencionadas na literatura como relacionadas à produção de compostos voláteis, a via de sinalização mTOR e a glicólise, são as que apresentaram maior percentual de genes ortólogos, justificado pela ampla distribuição dessas duas vias dentre os organismos utilizados para análise. Ao serem comparadas as sequências de aminoácidos de 34 enzimas,relacionadas à produção de compostos responsáveis por aromas, 13 foram idênticas entre LBCM1073 e S. cerevisiae S288c. Para as demais, as proteínas codificadas por LEU4, PMA1, RSP5, TOR1 e FAS2 não apresentaram as substituições descritas na literatura como relacionadas à maior produção de compostos on flavour. Em conjunto, esses dados mostram que LBCM1073 e S. cerevisiae S288c apresentam diversas distinções a nível genômico. Uma metodologia capaz de contribuir para melhor elucidar essas diferenças em relação à produção de compostos secundários à fermentação é a técnica de BSA (Bulked Segregants Analisys) ou análise de agrupamentos de segregantes. As análises fenotípicas de segregantes obtidos do cruzamento entre LBCM1073 e S. cerevisiae S288c revelou uma discreta relação direta entre a capacidade de conversão de álcool isoamílico em acetato de isoamila e o crescimento na presença de TFL 0,5 mM. Além disso, os segregantes já obtidos e avaliados poderão ser empregados na análise de QTLs envolvidos na produção de acetato de isoamila.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Biotechnological potential of yeast isolates from cachaça : the Brazilian spirit.
    (2015) Conceição, Luís Eduardo Fernandes Rodrigues da; Saraiva, Margarete Alice Fontes; Diniz, Raphael Hermano Santos; Oliveira, Juliana; Barbosa, Gustavo Dimas; Alvarez, Florencia; Correa, Lygia Fátima da Mata; Mezadri, Hygor; Coutrim, Maurício Xavier; Afonso, Robson José de Cássia Franco; Lucas, Cândida Manuel Ribeiro Simões; Castro, Ieso de Miranda; Brandão, Rogélio Lopes
    This study identified phenotypic traits appropriate for biotechnological applications of 118 yeasts isolated from cachaça distilleries. Different properties were verified: capacity to use alternative carbon sources; ability to tolerate high concentrations of sucrose, ethanol, methanol, aluminum and zinc as well as different pH values and foam production. Pichia guilliermondii and Pichia anomala strains were identified as the most promising ones for application in the second-generation biofuel industry, showing ability to grow on high glycerol concentrations. Other isolates, identified as Saccharomyces cerevisiae, produced bioethanol comparable to the industrial strains, and were therefore ideal for use in the first-generation ethanol industry. Some of these strains also showed high resistance to aluminum, as observed in sugarcane juice, and to intercycle washings with diluted sulphuric acid, as performed in the industrial bioethanol production process. In summary, yeast isolates from cachaça distilleries displayed robustness and phenotypic plasticity, which makes them interesting for biotechnological applications.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Cachaça yeast strains : alternative starters to produce beer and bioethanol.
    (2018) Araújo, Thalita Macedo; Souza, Magalhaes Teixeira de; Diniz, Raphael Hermano Santos; Yamakawa, Celina Kiyomi; Soares, Lauren Bergmann; Lenczak, Jaciane Lutz; Oliveira, Juliana Velasco de Castro; Goldman, Gustavo Henrique; Barbosa, Edilene Alves; Campos, Anna Clara Silva; Castro, Ieso de Miranda; Brandão, Rogélio Lopes
    This work was performed to verify the potential of yeast strains isolated from cachaça distilleries for two specific biotechnological applications: beer and bioethanol production. In the beer production, the strains were tested for characteristics required in brewery practices, such as: capacity to ferment maltose and maltotriose, ability to grow at lowest temperatures, low H2S production, and flocculation profile. Among the strains tested, two of them showed appropriate characteristics to produce two different beer styles: lager and ale. Moreover, both strains were tested for cachaça production and the results confirmed the capacity of these strains to improve the quality of cachaça. In the bioethanol production, the fermentation process was performed similarly to that used by bioethanol industries: recycling of yeast biomass in the fermentative process with sulfuric acid washings (pH 2.0). The production of ethanol, glycerol, organic acids, dry cell weight, carbohydrate consumption, and cellular viability were analyzed. One strain presented fermentative parameters similar to PE2, industrial/commercial strain, with equivalent ethanol yields and cellular viability during all fermentative cycles. This work demonstrates that cachaça distilleries seem to be an interesting environment to select new yeast strains to be used in biotechnology applications as beer and bioethanol production.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Lpx1p links glucose-induced calcium signaling and plasma membrane H+-ATPase activation in Saccharomyces cerevisiae cells.
    (2017) Castanheira, Diogo Dias; Santana, Eduardo Perovano; Santos, Fernanda Godoy; Diniz, Raphael Hermano Santos; Oliveira, Fábio Faria; Pereira, Renata Rebeca; Trópia, Maria José Magalhães; Castro, Ieso de Miranda; Brandão, Rogélio Lopes
    In yeast, as in other eukaryotes, calcium plays an essential role in signaling transduction to regulate different processes. Many pieces of evidence suggest that glucose-induced activation of plasma membrane H+-ATPase, essential for yeast physiology, is related to calcium signaling. Until now, it was not identified any protein that could be regulated by calcium in this context. Lpx1p, a serine-protease that is also involved in the glucose-induced activation of the plasma membrane H+-ATPase activation, could be a candidate to respond to intracellular calcium signaling involved in this process. In this work, and by using different approaches, we showed many pieces of evidence suggesting that the requirement of calcium signaling for activation of the plasma membrane H+-ATPase is due to its requirement for activation of Lpx1p. According to the current model, activation of Lpx1p would cause hydrolysis of an acetylated tubulin that keeps the plasma membrane H+-ATPase in an inactive state. Therefore, after its activation, Lpx1p would hydrolyze the acetylated tubulin making the plasma membrane H+-ATPase phosphorylation accessible for at least one protein kinase.
  • No Thumbnail Available
    Item
    A proteína Lpx1 como elo entre a sinalização de cálcio intracelular e a ativação de H+-ATPase de membrana citoplasmática, induzidas por glicose, em Saccharomyces cerevisiae.
    (2018) Castanheira, Diogo Dias; Brandão, Rogélio Lopes; Santos, Fernanda Godoy; Diniz, Raphael Hermano Santos; Brandão, Rogélio Lopes; Ulhoa, Cirano José; Fietto, Luciano Gomes; Isoldi, Mauro César; Andrade, Milton Hércules Guerra de
    Em leveduras, como em outros eucariotos, o cálcio desempenha um papel essencial nas vias de sinalização celular. No entanto, até agora, a influência do cálcio na ativação de H+-ATPase de membrana citoplasmática induzida por glicose, uma via essencial para a fisiologia de leveduras, não foi demonstrada apesar de muitas evidências sugerirem que o cálcio é um fator primordial envolvido na ativação de H+-ATPase. H+-ATPase é uma proteína de membrana citoplasmática essencial para criar um gradiente de H+, utilizado para o transporte de nutrientes e homeostase do pH. A ativação de H+-ATPase é regulada pela atividade de diferentes proteínas como proteases, quinases e canais iônicos. Neste trabalho, foi demonstrada a relação entre a atividade de Lpx1p, uma serino-protease essencial para a ativação induzida por glicose de H+-ATPase de membrana citoplasmática, e o cálcio. Mutantes lpx1Δ exibiram um sinal de cálcio intracelular que não foi afetado enquanto a atividade de bombeamento de prótons foi reduzida, indicando sua essencialidade na ativação de H+-ATPase. Além disso, o aumento da atividade de bombeamento de prótons foi observado quando Lpx1p foi expresso em células lpx1Δ por meio de um vetor de expressão induzível. Em testes in vitro, a atividade proteolítica de Lpx1p aumentou na presença de cálcio. Dos ensaios in vitro, estabelecidos neste trabalho, foi demonstrado que Lpx1p, Ptk2p e cálcio são elementos-chave para a ativação de H+- ATPase. Esses resultados fortalecem um modelo em que a ativação pós-traducional de H+-ATPase induzida pela glicose e a sinalização de cálcio intracelular, estão realmente conectadas. Lpx1p seria este elo, aparentemente, dependendo da presença de cálcio para ser ativada e hidrolisar tubulinas acetiladas ligadas à H+-ATPase, permitindo a liberação da cauda C-terminal para fosforilação e ativação.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Quality improvement and geographical indication of cachaça (Brazilian spirit) by using local selected yeast strains.
    (2016) Barbosa, Edilene Alves; Souza, Magalhães Teixeira de; Diniz, Raphael Hermano Santos; Santos, Fernanda Godoy; Oliveira, Fábio Faria; Correa, Lygia Fátima da Mata; Alvarez, Florencia; Coutrim, Maurício Xavier; Afonso, Robson José de Cássia Franco; Castro, Ieso de Miranda; Brandão, Rogélio Lopes
    Aims: In order to improve the quality and to create a biological basis for obtainment of the protected denomination of origin (PDO), indigenous yeast were isolated and characterized for use in Salinas city (the Brazilian region of quality cachac a production). Material and methods: Seven thousand and two hundred yeast colonies from 15 Salinas city distilleries were screened based on their fermentative behaviour and the physicochemical composition of cachac a. Molecular polymorphic analyses were performed to characterize these isolates. Results: Two Saccharomyces cerevisiae strains (nos. 678 and 680) showed appropriate characteristics to use in the cachac a production: low levels of acetaldehyde and methanol, and high ethyl lactate/ethyl acetate ratio respectively. They also presented polymorphic characteristics more closely related between themselves even when compared to other strains from Salinas. Conclusions: The application of selected yeast to cachac a production can contribute for the improvement of the quality product as well as be used as a natural marker for PDO. Significance and Impact of the Study: This study suggests that the use of selected yeast strains could contribute to obtain a cachac a similar to those produced traditionally, while getting wide acceptation in the market, yet presenting more homogeneous organoleptic characteristics, and thus contributing to the PDO implementation.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Sugar transport systems in Kluyveromyces marxianus CCT 7735.
    (2019) Silveira, Fernando Augusto da; Diniz, Raphael Hermano Santos; Sampaio, Geraldo Magela Santos; Brandão, Rogélio Lopes; Silveira, Wendel Batista da; Castro, Ieso de Miranda
    The pattern of glucose repression in most Kluyveromyces marxianus strains does not correlate with fermentative behaviour; however, glucose repression and fermentative metabolism appear to be linked to the kinetics of sugar uptake. In this work, we show that lactose transport in K. marxianus CCT 7735 by lactose-grown cells is mediated by a low-affinity H+-sugar symporter. This system is glucose repressed and able to transport galactose with low affinity. We also observed the activity of a distinct lactose transporter in response to raffinose. Regarding glucose uptake, specificities of at least three low-affinity systems rely on the carbon source available in a given growth medium. Interestingly, it was observed only one high-affinity system is able to transport both glucose and galactose. We also showed that K. marxianus CCT 7735 regulates the expression of sugar transport systems in response to glucose availability.