ISOLAMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE BACTÉRIAS ANAERÓBICAS CONVERSORAS DE LIGNINA
Consórcios microbianos, Lignina kraft, Degradação anaeróbica de lignina, Bactérias lignolíticas, Enzimas lignolíticas.
A crise mundial de acúmulo de resíduos tóxicos, traz à tona a necessidade de uma forma sustentável de utilização de compostos resultantes de processos industriais, como a lignina Kraft. Este material é produzido por indústrias que utilizam a biomassa lignocelulósica como matéria-prima, como por exemplo indústrias de polpa de papel e celulose. A lignina é uma fonte de compostos aromáticos de interesse industrial por ser renovável. Estudos anteriores reportaram que no rúmen bovino há uma microbiota diversa e altamente especializada na degradação da lignocelulose, indicando que estas comunidades microbianas podem ser constituídas por microrganismos conversores deste tipo de biomassa e assim com potencial em processos industriais que utilizam lignocelulose como matéria-prima. O presente estudo, tem como objetivo identificar e caracterizar bactérias anaeróbias capazes de desconstruir lignina kraft visando agregar valor à lignina. Foram obtidos 19 isolados bacterianos a partir de consórcio bacteriano coletado de rúmen bovino, todos foram cultivados em meio redutor em atmosfera anaeróbica contendo lignina kraft e suplementados com glicose, 0,5%. Para avaliar o consumo da lignina foram analisadas as taxas de descoloração e degradação que foram medidas por quatro dias e comparados para avaliar quais obtinham as maiores taxas de descoloração e degradação após a suplementação de glicose. Os maiores valores de taxa de descoloração de lignina kraft foram obtidos para os isolados denominados IY 2-3, IL 2-2 e ICE 6, 66,6%, 54,35% e 54,46% respectivamente. As taxas de degradação para cada um destes isolados foi de 60,56%, 59,32% e 45,4%, respectivamente. Cinco destes isolados foram selecionados para análises posteriores, 3 com as maiores taxas de descoloração e dois com as menores taxas. Dentre os 5 isolados escolhidos, apenas um apresentou maior crescimento e descoloração na temperatura de 45ºC, os isolados IY 2-3, IL 2-2, IY 2-4 e IL 2-4, apresentaram maior taxa de crescimento na temperatura de 37ºC na qual também foram obtidos os maiores valores de descoloração. Todos os isolados serão identificados utilizando a sequência do gene rDNA 16S, os amplicons já foram obtidos e serão sequenciados pela empresa Macrogen. Visando o mapeamento de proteínas secretadas com papel na desconstrução de lignina kraft, o isolado IY 2-3 que apresentou as maiores taxas de descoloração e degradação, foi cultivado no meio de cultura adequado. O sobrenadante da cultura de 24 horas foi utilizado para estabelecer o método de extração adequado para obtenção das proteínas. A preparação posteriormente será analisada por espectrometria de massa para obtenção do mapa proteico. Estão previstas ainda neste trabalho análises visando visualizar e quantificar a modificação e/ou hidrólise da molécula de lignina e produtos formados pelo seu consumo, utilizando as técnicas de FTIR (colocar por extenso), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e cromatografia gasosa acoplada a espectrômetro de massa, GCMS. Presumimos que o consórcio microbiano coletado do rúmen bovino tenha a atividade de degradação de lignina confirmadas e as vias metabólicas sejam definidas por meio das análises proteômicas, identificando as etapas envolvidas neste processo, fornecendo informações cruciais para a compreensão dos processos envolvidos na degradação da lignina por estes organismos e o uso deles em escala industrial para a sua utilização em produtos mais sustentáveis.