Burkholderia sacchari LFM101, linhagem isolada de solo de canavial do interior do Estado de São Paulo, está sendo proposta como plataforma bacteriana para a produção biotecnológica de bioprodutos. LFM101 se destaca por sua capacidade de metabolizar ampla gama de substratos, como açúcares provenientes de hidrolisados hemicelulósicos e diversos ácidos graxos. Esta linhagem bacteriana vem sendo estudada por diversos grupos de pesquisa por produzir eficientemente poli(3- hidroxibutirato) [P(3HB)], biopolímero biocompostável e biocompatível da família dos polihidroxialcanoatos (PHA), além de outros bioprodutos como ácido xilônico e xilitol. A produção desses biopolímeros vem sendo explorada mundialmente como alternativa ao uso de plásticos derivados de petróleo, devido aos diversos problemas ambientais causados pelo seu uso. B. sacchari é também capaz de incorporar outros monômeros na cadeia polimérica nascente, como 3-hidroxivalerato (3HV), 4- hidroxibutirato (4HB) e 3-hidroxihexanoato (3HHx) quando suprida com substratos relacionados. Copolímeros de 3HB e 3HHx têm sido descritos como promissores para a área médica por suas propriedades termomecânicas. Porém, a produção industrial de PHA ainda não é completamente viável devido aos custos relacionados às matérias-primas utilizadas e etapas de purificação. Visando contribuir para a produção industrial de PHA a partir de xilose, matéria-prima barata e abundante, utilizando B. sacchari, neste trabalho foram abordados os seguintes tópicos: (1) o efeito de diferentes limitações nutricionais sob o crescimento e acúmulo de P(3HB) em biorreator suprido com xilose como única fonte de carbono; (2) a construção de linhagens recombinantes, seu teste em relação a velocidade específica de crescimento em xilose e eficiência de conversão de hexanoato em 3HHx, assim como a produção em biorreator de copolímeros contendo diferentes frações molares de 3HHx e a caracterização dos copolímeros produzidos; (3) o teste dos diferentes copolímeros produzidos por B. sacchari como materiais para fabricação de nanopartículas, testadas in vitro quanto a sua citotoxicidade e capacidade de drug delivery.

Burkholderia sacchari LFM101, an isolated strain of sugarcane soil in the interior of the State of São Paulo, is being proposed as a bacterial chassis for the biotechnological production of bioproducts. LFM101 stands out for its ability to metabolize a wide range of substrates, such as sugars from hemicellulosic hydrolysates and various fatty acids. This bacterial strain has been studied by several research groups for efficiently producing poly(3-hydroxybutyrate) [P(3HB)], a biocompostable and biocompatible biopolymer from the family of polyhydroxyalkanoates (PHA), in addition to other bioproducts such as xylonic acid and xylitol. The production of these biopolymers has been explored worldwide as an alternative to the use of oil-based plastics, due to the well-known environmental problems caused by their use. B. sacchari is also capable of incorporating other monomers into the nascent polymeric chain, such as 3- hydroxyvalerate (3HV), 4-hydroxybutyrate (4HB) and 3-hydroxyhexanoate (3HHx) when co-supplied with related substrates. Copolymers of 3HB and 3HHx have been described as promising for the medical field due to their thermomechanical properties. However, the industrial production of PHA is not yet completely viable due to the costs related to the raw materials used and the purification steps. In order to contribute to the industrial production of PHA from xylose, a cheap and abundant raw material, using B. sacchari, the following topics were addressed in this work: (1) the effect of different nutritional limitations on the growth and accumulation of P(3HB) in a fed-batch bioreactor supplied with xylose as the sole source of carbon; (2) the construction of recombinant strains, their evaluation regarding to the specific growth rate in xylose and to hexanoate conversion efficiency in 3HHx, as well as the production in fed-batch bioreactor of copolymers containing different 3HHx molar fractions, and the characterization of the produced copolymers; (3) the test of the different copolymers produced by B. sacchari as materials for the manufacture of nanoparticles, tested in vitro for their cytotoxicity and drug delivery capacity.