A influência de íons metálicos sobre a biossíntese de exopolissacarídeos e polihidroxibutirato de Rhizobium tropici LBMP-C01 - Leonel, Tatiane Fernanda [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2017)
Nas últimas décadas, a síntese microbiana de biopolímeros com propriedades biotecnológicas tem atraído atenção crescente. Este trabalho relatou o efeito dos íons metálicos cobre bivalente (Cu2+) e cromo hexavalente (Cr6+) na biossíntese de exopolissacarídeo (EPS) e polihidroxibutirato (PHB), produzidos pela bactéria Rhizobium tropici (LBMP-C01). No ensaio de concentração mínima inibitória (CMI), a rizobactéria apresentou sensibilidade às concentrações superiores a 0,1 mmol L-1 para Cu2+ e 0,05 mmol L-1 para o íon Cr6+. O estudo do efeito destas concentrações de íons metálicos sobre a produção de EPS e PHB, este foi cultivado em meios PSYlíq sem a presença dos íons (controle) e suplementados com os íons separadamente (Cu2+ e Cr6+) e em mistura (Cu2+ + Cr6+). A curva de cultivo mostrou diferenças significativas entre o meio PSYlíq controle e os demais tratamentos contendo os íons metálicos nas concentrações avaliadas. Apesar do efeito dos íons metálicos no cultivo, todos os tratamentos apresentaram células viáveis. Quanto à ação dos íons metálicos sobre a produção de EPS e PHB, foi observado que os tratamentos contendo o íon cromo e os íons em mistura (Cu2+ + Cr6+) reduziram a produção de ambos os biopolímeros. No entanto, o tratamento suplementado com somente o íon Cu2+ induziu o aumento da produção de até 48% de EPS e 46,66% de PHB em relação ao controle, após 144 horas. O estudo de FTIR indicou mínimas diferenças nos grupos funcionais presentes nas moléculas dos biopolímeros produzidos nos meios suplementados com os íons metálicos. As análises de expressão gênica, mostraram que os íons metálicos influênciam a expressão dos genes exoR e exoZ responsáveis pela síntese do biopolimero EPS, os tratamentos com Cu2+ ou Cu2+ + Cr6+ apresentaram efeitos opostos sobre as expressões dos genes exoR e exoZ: para o exoR houve aumento na expressão, enquanto para o exoZ houve redução.

In the last decades, the microbial synthesis of biopolymers with biotechnological properties has attracted increasing attention. This work reported the effect of bivalent copper (Cu2+) and hexavalent chromium (Cr6+) ions on exopolysaccharide biosynthesis (EPS) and polyhydroxybutyrate (PHB), produced by the bacterium Rhizobium tropici (LBMP-C01). In the minimum inhibitory concentration (MIC) test, rhizobacteria showed sensitivity to concentrations higher than 0.1 mmol L-1 for Cu2+ and 0.05 mmol L-1 for the Cr6+ ion. The study of the effect of these metal ion concentrations on EPS and PHB production was carried out in PSYlíq media without the presence of ions (control) and supplemented with ions separately (Cu2+ and Cr6+) and in a mixture (Cu2+ Cr6+). The culture curve showed significant differences between the control PSYlíq medium and the other treatments containing the metal ions at the concentrations evaluated. Despite the effect of metal ions on the culture, all treatments had viable cells. As for the action of the metal ions on the production of EPS and PHB, it was observed that the treatments containing the chromium ion and the ions in the mixture (Cu2+ + Cr6+) reduced the production of both biopolymers. However, the treatment supplemented with Cu2+ alone induced an increase in the production of up to 48% of EPS and 46.66% of PHB in relation to the control after 144 hours. The FTIR study indicated minimal differences in the functional groups present in the molecules of the biopolymers produced in the media supplemented with the metal ions. Gene expression analysis showed that the metal ions influence the expression of the exoR and exoZ genes responsible for the synthesis of EPS biopolymer, the Cu2+ or Cu2+ + Cr6+ treatments showed opposite effects on exoR and exoZ: exoR increase in expression, while for exoZ there was reduction.
The influence of metal ions on the biosynthesis of Rhizobium tropici exopolysaccharides and polyhydroxybutyrate LBMP-C01
Keywords: Bioplásticos; Biopolímeros; EPS; Metais pesados; Rhizobium tropici; Bioplastics; Biopolymers; Heavy metals