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Tipo: Tese
Título: Cinética de crescimento, características bioquímico-morfológicas de envelhecimento e perfil metabólico de culturas contínuas de Kluyveromyces lactis sob limitação por nitrogênio
Título(s) alternativo(s): Growth kinetics, biochemical-morphological characteristics of aging and metabolic profile of Kluyveromyces lactis continuous cultures under nitrogen limitation
Autor(es): Correa, Lygia Fátima da Mata
Primeiro Orientador: Passos, Flávia Maria Lopes
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Viloria, Marlene Isabel Vargas
metadata.dc.contributor.advisor-co2: Vanetti, Maria Cristina Dantas
metadata.dc.contributor.referee1: Passos, Frederico José Vieira
metadata.dc.contributor.referee2: Williams, Thomas Christopher Rhys
metadata.dc.contributor.referee3: Martins Filho, Olindo Assis
Abstract: Para investigar o envelhecimento de culturas contínuas de Kluyveromyces lactis, sob limitação nutricional por nitrogênio, visando à identificação de sinais extracelulares que desencadeiam tal processo ou em resposta às condições limitantes do meio, culturas de K. lactis foram fisiologicamente caracterizadas sob diferentes níveis de limitação por nitrogênio. As condições fisiológicas de crescimento e de limitação por nitrogênio para as culturas contínuas de K. lactis foram estabelecidas em meio YCB suplementado com sulfato de amônio (μmáx. = 0,40 h-1 e Ks = 0,091 mM), tamponado com tampão fosfato (pH 5,5 - 6,0) e com fluxo de alimentação, que resultasse em velocidades de crescimento de 0,01 a 0,2 h-1, correspondendo à limitação por nitrogênio. Sob as menores velocidades de crescimento, as culturas de K. lactis, em regime permanente, apresentaram maior tempo de geração, tempo de residência, produção de biomassa e de proteínas extracelulares. Além disso, as populações de células das culturas de K. lactis, sob as menores velocidades de crescimento apresentaram menor viabilidade, maior porcentagem de cicatrizes, maior concentração de N-acetilglicosamina, maior acúmulo de ROS, maior porcentagem de apoptose por externalização da fosfatidilserina e fragmentação do DNA, maior dimensão celular, maior produção de triptofol, feniletanol e menor produção de etanol e glicerol, sugerindo que culturas contínuas de K. lactis, sob baixas velocidades de crescimento, sejam favoráveis para o estudo da fisiologia do processo de envelhecimento de leveduras. O perfil metabólico extracelular das culturas de K. lactis permitiu constatar 19 fragmentos de metabólitos diferentes, por LC-MS. Nas menores velocidades de crescimento, os fragmentos 299, 321, 349, 485, 507, 543, 583 e 756 foram menos abundantes, enquanto os fragmentos 432, 656 e 714 foram mais abundantes. O agrupamento hierárquico dos fragmentos permitiu constatar 7 grupos constituídos por diferentes fragmentos (m/z) e o agrupamento dos tratamentos possibilitou a obtenção de 3 grupos. Porém, não foi possível realizar a correlação dos fragmentos dos metabólitos detectados com o envelhecimento celular de K. lactis ou com a própria condição de limitação por nitrogênio, uma vez que a identificação desses metabólitos extracelulares não foi concluída. Por GC-MS, foram identificados 28 metabólitos extracelulares (aminoácidos, ácidos orgânicos e ácidos graxos) secretados pelas culturas de K. lactis. Alguns metabólitos foram diferencialmente mais abundantes nas menores velocidades de crescimento, enquanto outros foram mais abundantes nas maiores velocidades de crescimento. Diferentes vias metabólicas foram relacionadas com a produção dos metabólitos extracelulares identificados, porém uma análise mais minuciosa deve ser feita no sentido de correlacionálas com possíveis sinais extracelulares que possam desencadear o processo de envelhecimento ou que possam estar envolvidos com as condições limitantes do meio.
In order to investigate aging of Kluyveromyces lactis continuous cultures under nitrogen nutritional limitation, to the identification of extracellular signals that trigger this process or in response to limiting conditions of the medium, K. lactis cultures were physiologically characterized under different levels of nitrogen limitation. Physiological growth and nitrogen limitation conditions for K. lactis continuous cultures were established in YCB supplemented with ammonium sulfate (μmax. = 0.40 h-1 and Ks = 0.091 mM) buffered with phosphate buffer (pH 5.5 - 6.0 ) and with flux which resulted in growth rates of 0.01 to 0.2 h-1, corresponding to nitrogen limitation. Under the lowest growth rates, K. lactis cultures in steady state showed greater generation time, residence time, biomass and extracellular protein. In addition, populations of cells in K. lactis cultures under the lowest growth rates showed lower viability, higher bud scars percentage, higher N-acetylglucosamine concentration, greater ROS accumulation, higher percentage of apoptosis by phosphatidylserine externalization and DNA fragmentation, larger celullar dimension, higher production of tryptophol, phenylethanol and lower production of ethanol and glycerol. These data suggest that K. lactis continuous cultures operated at low growth rates could be suitable for studying the physiology of aging in yeasts. The extracellular metabolic profiling of K. lactis cultures revealed 19 fragments of different metabolites. At lower growth rates, the fragments 299, 321, 349, 485, 507, 543, 583 and 756 were less abundant while the fragments 432, 656 and 714 were more abundant. The hierarchical clustering of the fragments comprised five groups consisting of different fragments (m/z) and the clustering of treatments allowed to obtaining three groups. However, it was not possible to make the fragments correlation of the metabolites detected with the K. lactis cellular aging or with the nitrogen limitation condition in itself, since the identification of these extracellular metabolites was not completed. For GC-MS xiv were identified 28 extracellular metabolites (amino acids, organic acids and fatty acids) secreted by K. lactis cultures. Some metabolites were differentially more abundant in lower growth rates while others were more abundant in higher growth rates. Different metabolic pathways were related to the production of extracellular metabolites identified, but a detailed analysis should be done to correlate them with possible extracellular signals that trigger the aging process or that may be involved with the limiting conditions of the medium.
Palavras-chave: Cinética de crescimento
Envelhecimento
Perfil metabólico
Kluyveromyces lactis
Limitação por nitrogênio
Growth kinetics
Aging
Metabolic profile
Kluyveromyces lactis
Nitrogen limitation
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA::MICROBIOLOGIA APLICADA::MICROBIOLOGIA INDUSTRIAL E DE FERMENTACAO
Idioma: por
País: BR
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Sigla da Instituição: UFV
metadata.dc.publisher.department: Associações micorrízicas; Bactérias láticas e probióticos; Biologia molecular de fungos de interesse
metadata.dc.publisher.program: Doutorado em Microbiologia Agrícola
Citação: CORREA, Lygia Fátima da Mata. Growth kinetics, biochemical-morphological characteristics of aging and metabolic profile of Kluyveromyces lactis continuous cultures under nitrogen limitation. 2011. 158 f. Tese (Doutorado em Associações micorrízicas; Bactérias láticas e probióticos; Biologia molecular de fungos de interesse) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2011.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://locus.ufv.br/handle/123456789/1556
Data do documento: 31-Mai-2011
Aparece nas coleções:Microbiologia Agrícola

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