Análise fisiológica e transcriptômica de Saccharomyces cerevisiae em resposta celular à composição mineral da cana-de-açúcar

Abstract

Neste trabalho analisamos o efeito da composição mineral do caldo de cana sobre a biologia da levedura Saccharomyces cerevisiae relacionado com os principais aspectos metabólicos da produção de etanol combustível. No primeiro capítulo avaliamos a composição mineral global de diferentes amostras de caldo de cana fornecidos por diferentes fornecedores de cana e destilarias da região Nordeste do Brasil. Os efeitos desses minerais em conjunto e individualmente foram analisados em ensaios fermentativos que revelaram a ação indutora do magnésio e a ação inibidora do cobre sobre a fisiologia da levedura. Os dados indicaram a reversão do efeito do cobre pela presença de magnésio nas amostras industriais. Como aplicação, propusemos a adição pelas destilarias de magnésio na concentração de 600 mg L⁻¹ durante a fermentação industrial. No segundo capítulo determinamos o efeito positivo do magnésio sobre os aspectos fisiológicos, como o aumento na produção de etanol e na resistência a diferentes formas de estresse do processo industrial, e sobre a expressão gênica com elevação na expressão dos genes relacionados com o metabolismo energético e de carboidratos, e de resposta a estresse. Além disso, comprovamos a supressão sobre o efeito tóxico do cobre. No terceiro capítulo analisamos o efeito tóxico do cobre sobre a fisiologia da levedura, como a diminuição da taxa de crescimento celular e produção de etanol. O padrão de expressão gênica mostrou que o cobre causa danos na estrutura do DNA. Os mecanismos de proteção da célula envolvem basicamente a inibição da síntese proteica para restauração da integridade do material genético.