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Disertación de Maestría
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2021.tde-04112021-161241
Documento
Autor
Nombre completo
Silas Perdigão Cota de Almeida
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Paulo, 2021
Director
Tribunal
Nascimento, Cláudio Augusto Oller do (Presidente)
Mendes, Maria Anita
Perpetuo, Elen Aquino
Título en portugués
Caracterização do perfil metabolômico e secretômico através da técnica de espectrometria de massas do fungo Aspergillus niger IOC 4687 submetido a estresse pelo sulfato de cobre.
Palabras clave en portugués
Espectrometria de massas
Metabolômica
Secretômica
Resumen en portugués
A poluição ambiental tem chamado à atenção de cientistas que procuram maneiras mais eficientes de remediar áreas poluídas com metais tóxicos. Esses metais são derivados de várias fontes, como, intemperismo natural da crosta terrestre, mineração, erosão do solo, descarte industrial, escoamento urbano e efluente de esgoto. A biorremediação baseada em interações entre microrganismos vivos e não vivos e íons metálicos, oferece vantagens como baixo custo operacional e alta eficiência na remoção de baixas concentrações de metais tóxicos. A caracterização do metaboloma e secretoma do fungo Aspergillus niger IOC 4687 foram utilizados como ferramenta para identificar potenciais indicadores de estresse oxidativo e as características de resistência dessa cepa ao cobre. Para investigar os metabólitos produzidos sob condições de estresse oxidativo, foi realizado a análise por GC-MS. Os resultados mostraram que o fungo foi capaz de crescer e se desenvolver indicando que esse microrganismo possui tolerância a concentrações abaixo de 100 mg L-1 de sulfato de cobre. O Aspergillus niger IOC 4687 apresentou maior capacidade de biossorção metálica em 72 horas, obtendo-se uma remoção de 43,60 ± 2,81 mg g-1 e 4,44 ± 0,48 mg g-1 nas amostras de 100 e 50 mg L-1 de cobre respectivamente, conseguindo remover no terceiro dia (72 h) aproximadamente 50% da massa total de cobre do sistema. O secretoma mostrou ser um recurso bastante diversificado para a compreensão dos metabólitos responsáveis em conferir resistência ao fungo (manitol e ácido glucônico) e os que indicavam situação de estresse (ácido araquidônico, ácido palmitoleico, adenosina, guanosina e inosina). Com a meta-análise do metaboloma realizado no software MetaboAnalyst 4.0 foi possível determinar que a baixa concentração dos metabólitos sorbitol e ribonolactona indicaram que o Aspergillus niger IOC 4687 estava em estado de estresse oxidativo e também o término do crescimento. Devido à mudança na coloração da biomassa fúngica foi possível identificar o biomarcador melanina. Deste modo, a cepa Aspergillus niger IOC 4687 descrita neste trabalho, mostrou ser um microrganismo viável para aplicação em processos de biorremediação de rejeitos de mineração e/ou efluentes industriais com baixas concentrações de cobre.
Título en inglés
Characterization of the metabolomic and secretomic profile using the mass spectrometry technique of the fungus Aspergillus niger IOC 4687 submitted to stress by copper sulfate.
Palabras clave en inglés
Bioremediation
GC-MS
Metabolome
Oxidative stress
Secretome
Resumen en inglés
Environmental pollution has attracted the attention of scientists looking for more efficient ways to remedy areas polluted with toxic metals. These metals are derived from various sources, such as natural weathering of the earths crust, mining, soil erosion, industrial disposal, urban runoff and sewage effluent. Bioremediation base on interactions between living and non-living microorganisms and metal ions offers advantages such as low operating cost and high efficiency in removing low concentrations of toxic metals. The characterization of the metabolome and secretome of the fungus Aspergillus niger IOC 4687 was used as a tool to identify potential oxidative stress indicators and the resistance characteristics of this strain to copper. To investigate the metabolites produced under oxidative stress conditions, GC-MS analysis was performed. The results showed that fungus was able to grow and develop indicating that this microorganism has tolerance to concentrations below 100 mg L-1 of copper sulfate. Aspergillus niger IOC 4687 showed a higher metallic biosorption capacity in 72 hours, obtaining a removal of 43.60 ± 2,81 mg g-1 and 4.44 ± 0,48 mg g-1 in samples of 100 and 50 mg L-1 of copper respectively, managing to remove on the third day (72 h) approximately 50% of the total copper mass of the system. The secretome proved to be a much diversified resource for understanding the metabolites responsible for conferring resistance to the fungus (mannitol and gluconic acid) and those that indicated a situation of stress (arachidonic acid, palmitoleic acid, adenosine, guanosine, and inosine). With the meta analysis of the metabolome carried out in the MetaboAnalyst 4.0 software, it was possible to determine that the low concentration of the metabolites sorbitol and ribonolactone indicated that Aspergillus niger IOC 4687 was in a state of oxidative stress and also the end of growth. Due to the change in the color of the fungal biomass it was possible to identify the melanin biomarker. In this way, the Aspergillus niger IOC 4687 strain described in this work, proved to be a viable microorganism for application in bioremediation processes of mining waste and/or industrial effluents with low copper concentrations.
 
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Fecha de Publicación
2021-11-05
 
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