Genética do metabolismo de fontes de nitrogênio na levedura Dekkera bruxellensis

Abstract

O interesse pela levedura Dekkera bruxellensis tem aumentado na última década pela sua capacidade de instalação e manutenção no processo fermentativo industrial de produção de etanol combustível, chegando a superar a população de Saccharomyces cerevisiae, a principal levedura usada como fermento. Essa capacidade está relacionado a assimilação de nutrientes presentes no caldo de cana, como por exemplo as fontes de nitrogênio, sendo indispensáveis para o crescimento celular. Diante desse desempenho competitivo e fermentativo demonstrado pela D. bruxellensis, há um interesse em esclarecer de que forma acontece o sucesso dessa levedura no ambiente industrial. Este trabalho tem como objetivo avaliar a inflluência de diferentes fontes de nitrogênio na taxa específica de crescimento, bem como na fisiologia e expressão de genes de células de D.bruxellensis cultivadas na presença ou ausência de oxigênio. Para isso, foram feitos cultivos na presença de aminoácidos, nitrato ou amônio como fonte de nitrogênio em condições aeróbicas e anaeróbicas, aliados a análise fisiológica feitas em HPLC e genética através de expressão gênica por PCR em tempo real. Os resultados gerados nesse trabalho relatam que a disponibilidade de oxigênio influência a preferência de assimilação de cada um dos aminoácidos bem como, a expressão de genes e permeases envolvidos no metabolismo central do nitrogênio da levedura D. bruxellensis. A glutamina é o aminoácido preferencial independente da concentração de oxigênio, no entanto em anaerobiose aspartato e glutamato também foram consideradas preferências. Os dados também mostram que a maquinaria catabólica no meio contendo todos aminoácidos e no meio contendo nitrato é mais eficiente na ausência de oxigênio. Além disso, apontam para a importância do nitrato como aceptor de elétrons na ausência de oxigênio, tal como observado em processos de fermentação industrial. Por fim, os resultados contribuem para uma melhor descrição de aspectos fisiológicos relacionados as fontes de nitrogênio pela levedura D. bruxellensis e revelam a influência negativa do oxigênio sobre a assimilação do nitrato, além de oferecer estratégias que ajudam a favorecer o seu crescimento, contribuindo para uma futura aplicação biotecnológica dessa levedura.