Search

Submitted by Jonathan Sousa de Almeida (jonathan.sousa@ufma.br) on 2022-06-13T12:49:20Z No. of bitstreams: 1 WALLACERIBEIRONUNESNETO.pdf: 5605411 bytes, checksum: 6a12b527dd9f507d2cee04ab76487bd9 (MD5) Made available in DSpace on 2022-06-13T12:49:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 WALLACERIBEIRONUNESNETO.pdf: 5605411 bytes, checksum: 6a12b527dd9f507d2cee04ab76487bd9 (MD5) Previous issue date: 2022-02-17 FAPEMA Mangroves are zones of sediment transitions, favoring the cycling of materials, associated with a high concentration of microorganisms, presenting vulnerability to anthropogenic actions. This study aimed to evaluate the capacity of the microbiota in mangrove sediments from the river Anil, in the city of São Luís - MA for the production of surface active compounds (CASs). The sediment samples were collected according to the EMBRAPA 2006 methodology, being inoculated in Bushnell Haas medium, containing 1 gram of the sample for 250ml of medium plus 3% (v/v) kerosene. Being identified by the MALDI-QTOF MS method as Pseudomonas aeruginosa, capable of producing surface active compounds, PSA39. Submitted to E24 analysis, drop scattering, thermal/pressure stability, pH variation and ionic stability. The PSA39 genome was sequenced by the Illumina – MiSeq platform and the pre-assembled genomic DNA sequences were annotated using the Prokka software. The genomic sequence obtained was analyzed by Rapid Annotation using Subsystem Technology (RAST) to identify metabolic pathways associated with hydrocarbon degradation and biosurfactant production. BLAST genome distance phylogeny method (GBDP), in addition to mean nucleotide identity (ANI). Also, the genome of PSA39 was submitted to comparative analysis by MAUVE, using other strains deposited in GenBank. Orthologous gene clusters were identified using OrthoVenn 2. In this study, approximately 32 strains of bacteria were isolated from mangrove sediment samples, of which 32 isolates 9 showed emulsifying activity (E24). E24 values ranged from 13% to 57.30% analyzed. Isolate PSA39 was selected for studies of growth and production of a biosurfactant with emulsifying activity. The maximum production of compounds with emulsifying activity occurred within 100 hours. The emulsifying activity and stability tests with the biosurfactant recovered with ethyl acetate showed E24 values ranging from 57% to 69.2% of yield, with an increase in stability at basic pHs, reaching 79%, in addition to resisting the test of pressure and temperature autoclaving. Genome analysis of the P. aeruginosa PSA39 strain by RAST indicated the presence of genetic subsystems in a total of 2062 genes, 1946 of which related to non-hypothetical proteins and 571 genes related to hypothetical proteins. The genome of P. aeruginosa PSA39 showed genes related to pathways responsible for the production of rhamnolipids as secondary metabolites, many genes were related to the degradation of aromatic and lymphatic hydrocarbons, in addition to several genes related to the production of siderophores, such as pyoverdine and pyochelin. Furthermore, the analyzes performed by RAST indicated that P. aeruginosa PSA39 has several molecular mechanisms for adaptation to heavy metals, such as the protein, cobalt-zinc-cadmium (CzcC). One hundred and fifteen unique (exclusive) groups were identified in isolate PSA39 with proteins with defined functions, associated with conjugation, cellular and metabolic processes of hydrocarbons such as alcohols and aromatics visualized by the comparative genomic analysis "orthovenns" associated with the RAST platform. The results of this work allowed to demonstrate the viability of using regional microorganisms present in mangroves for the production of surface active compounds with emulsifying activity, from different carbon sources, as they have good emulsification rates and stability against the diversity of environmental factors. Os manguezais são zonas de transições de sedimentos, favorecendo a ciclagem de materiais, associada a alta concentração de microrganismos, apresentando vulnerabilidade as ações antropogênicas. Este estudo teve como objetivo avaliar a capacidade da microbiota em sedimentos de manguezal do rio Anil, na cidade de São Luís - MA para a produção de compostos ativos de superfície (CASs). As amostras foram inoculadas no meio Bushnell Haas, contendo 1 grama da amostra para 250ml de meio acrescido de querosene, a 3% (v/v). Sendo identificada pelo método MALDI-QTOF MS como Pseudomonas aeruginosa, capaz de produzir compostos ativos de superfície, PSA39. Submetido a análises de E24, espalhamento da gota, estabilidade térmica/pressão, variação de pH e estabilidade iônica. O genoma da PSA39, foi sequenciado pela plataforma Illumina – MiSeq e as sequências de DNA genômico pré- montadas foram anotadas usando o software Prokka. A sequência genômica obtida foi analisada pelo Rapid Annotation using Subsystem Technology para identificação de vias metabólicas associadas com a degradação de hidrocarbonetos e produção de biossurfactante A construção da árvore filogenética foi realizada partir dos dados do sequenciamento de nucleotídeos de PSA39 utilizando como base no método de filogenia a distância do genoma BLAST, o genoma de PSA39 foi submetido a análise comparativa por MAUVE, utilizando outras linhagens de depositadas no GenBank. Os clusters de genes ortólogos foram identificados usando o OrthoVenn 2. Neste estudo foram isoladas cerca de 32 linhagens de bactérias a partir das amostras de sedimento de mangue, dos 32 isolados 9 apresentaram atividade emulsificante (E24). Os valores de E24 variaram de 13% a 57,30% analisado. O isolado PSA39 foi selecionado para estudos de crescimento e produção de biossurfactante com atividade emulsificante. A máxima produção de compostos com atividade emulsificante ocorreu no tempo de 100 horas. Os ensaios de atividade emulsificante e estabilidade com o biossurfactante recuperado com acetato de etila demonstraram valores de E24 variando entre 57% a 69,2% de rendimento, com incremento na estabilidade em pHs básico, chegando a 79%, além de resistir ao teste de autoclavagem de pressão e temperatura. A análise do genoma da estirpe P. aeruginosa PSA39 pelo RAST indicou a presença de subsistemas genéticos num total de 2062 genes sendo 1946 relacionados com proteínas não hipotéticas e 571 genes relacionados a proteínas hipotéticas. O genoma de P. aeruginosa PSA39 apresentou genes relacionados com vias responsáveis pela produção do ramnolípideos como metabólitos secundários, muitos genes estavam relacionados com a degradação de hidrocarbonetos aromáticos e linfáticos, além de vários genes relacionados com a produção de sideróforos, como pioverdina e pioquelina. Ademais, as análises realizadas pelo RAST indicaram que P. aeruginosa PSA39 apresenta diversos mecanismos moleculares para adaptação a metais pesados, como a proteína, cobalto-zinco- cádmio (CzcC). Sendo identificado no isolado PSA39 cento e quinze grupos únicos (exclusivos) com proteínas de funções definidas, associadas a conjugação, a processos celulares e metabólicos de hidrocarbonetos como alcools e aromáticos visualidados pela análise comparativa genômica “orthovenns” associado com a plataforma RAST. Os resultados deste trabalho permitiram demonstrar a viabilidade de utilização de microrganismos regionais presentes nos manguezais para produção de compostos ativos de superfície com atividade emulsificante, a partir de fontes de carbono distintas, por possuir bons índices de emulsificação e estabilidade perante a diversidade de fatores ambientais.