Este documento resume uma pesquisa que isolou bactérias acéticas de frutas e flores na Tailândia para produzir compostos biotecnológicos. Duas bactérias se destacaram: Gluconobacter frateurii produziu 39,68 g/L de L-sorbose em 24h a partir de D-sorbitol e G. oxydans produziu 44,1 g/L de diidroxiacetona em 4 dias a partir de glicerol, demonstrando potencial para produção industrial destes compostos de alto valor agregado.

1. Jintana Kommanee, Somboon Tanasupawat, Pattaraporn
Yukphan, Duangtip Moonmangmee, Nuttha Thongchul,
Yuzo Yamada
Apresentação:
Mauren Silveira

2. Identification and Oxidation
Products of Gluconobacter Strains
Isolated from Fruits and Flowers in
Thailand
International Journal of Biology Vol. 4, No. 1; January
2012
Published by Canadian Center of Science and Education
Received: October 20, 2011 Accepted: November 4, 2011 Published: January 1, 2012
www.ccsenet.org/ijb

3. INTRODUÇÃO
Bactérias Promotoras de Crescimento em Plantas (BPCPs): Pseudomonas, Bacillus,
Burkholderia, Streptomyces, Rhizobium, Bradyrhizobium, Acetobacter e Herbaspirilum, Agrobacterium
radiobacter e Enterobacter cloacae
Bacillus sp. –melancia-promoção do crescimento
Produção de auxina, citocinina e etileno por Gluconobacter
Paenibacillus macerans e Bacillus pumilus biocontrole sobre Xanthomonas vesicatoria e Alternaria solani no
tomate
Antimicrobiano de Bacillus sobre M. luteus e A. niger (antagonismo)

4. BACTÉRIAS ACÉTICAS
 Família Acetobacteriaceae são catalase +, oxidase –
Produtoras de ácido a partir de glicose
 Colônias opacas de crescimentos 25-30°C e pH 5.5
 Glicólise ausente devido à ausência de fosfofrutoquinase
As desidrogenases ligadas à membrana funcionam
melhor para oxidação do substrato entre pH 3.0 – 6.0
 O pH ótimo para desidrogenases citosólicas está entre
pH 8.0-11.00
 São insuperáveis na OXIDAÇÃO incompleta de
vários hidratos de carbono

5. ACETOBACTER X GLUCONOBACTER
ACETOBACTER
Superoxidantes
Álcool Cetona e Ácidos CO2 e H2O
Não produz pigmentos
GLUCONOBACTER
Sub-oxidante
Álcool Cetona e Ácidos
Produz pigmento marrom

7. O Gênero Gluconobacter
5 espécies: G.japonicus, G.oxydans, G.frateurii, G.albidus e G.thailandicus
• Gram negativas
• Sozinhas ou pares
• Não formam esporos
• Móveis ou não
• Aeróbias
• Colônias pálidas
• 25-30ºC
• pH 3,6..5,5-6,5
• Catalase +
• Oxidase –
• Não há liquefação
• Não produz Indol a partir de triptofano
• Oxida etanol em ác. Acético e não reoxida o ácido por faltar succinato desidrogenase
• Não oxida acetato em lactato pra H2O e CO2 (falta enzima Ciclo ác. Tricarboxílico)
• O ácido é formado a partir da D-glicose e da D- xilose pela via fosfato-pentose
• Prefere açúcar ao álcool
• Fontes de carbono: D-manitol>Sorbol>Glicerol>D-frutose>D-Glicose
• Meio padrão de isolamento: Etanol de Frateur
• Precisam de vitaminas do complexo B (tiamina, ácido pantotênico e nicotínico)

8. INTERESSE BIOTECNOLÓGICO
BIO-AROMÁTICO 2-
FENIL-ALDEÍDO
ÁCIDO ACÉTICO
Concentrações de substrato
DIIDROXIACETONA
alta poderia provavelmente
L-SORBOSE ser tolerados devido ao
L-RIBOSE (droga anti-viral) desenvolvimento de
MIGLITOL mecanismos de adaptação
celular durante a fase
DEXTRAN- exponencial lag e mais cedo
DEXTRINASE
D-TAGATOSE
ALDEÍDOS QUIRAIS

9. DIIDROXIACETONA
A PARTIR DO GLICEROL
AÇÚCAR SIMPLES DE 3
CARBONOS
CONHECIDO COMO
GLICERONA
REAÇÃO DE MAILLARD ENTRE O
GRUPO AMINO DA QUERATINA
E O GRUPO HIDROXILA DA DHA

10. METOTREXATO
ANTIFOLATO
DR. SIDNEY FARBER PEDIU AO DR. Y. SUBBAROW
SINTETIZAR O METATREXATO PARA USAR NO
TRATAMENTO DE LEUCEMIA INFANTIL (1940)
ÁCIDO PENTANEDIÓICO

11. L -SORBOSE
Hexo-CETOSE
A PARTIR DO D-SORBITOL
OXIDAÇÃO REGIOSELETIVA
D-GLUCOSE—HIDROGENAÇÃO QUÍMICA—D-SORBITOL—
G.OXYDANS-- L-SORBOSE + ACETONA--DIACETONA L-
SORBOSE—OXIDAÇÃO--
ÁCIDO 2-CETO-L GULÔNICO
 ÁCIDO ASCÓRBICO TEM VÁRIOS ISÔMEROS
(CARBONOS C4 E C5 ASSIMÉTRICOS)
 APENAS O ISÔMERO L É ATIVO.

14. ISOLAMENTO DE
BACTÉRIAS ACÉTICAS
22 AMOSTRAS DE FRUTAS NATIVAS DA TAILÂNDIA
2 AMOSTRAS DE FLORES (PETÚNIAS)
3-5 DIAS EM MEIO GEY LÍQUIDO
(GLICOSE/ETANOL/ EXTRATO DE
LEVEDURA) pH 4.0
MEIO GEY ÁGAR + 0,3% CaCO
AAB PRODUZEM HALO

15. CARACTERIZAÇÃO FENOTÍPICA
2 DIAS EM MEIO ÁGAR GYPG
(glicose/peptona/glicerol)
pH 6.8 30°C
GRAM NEGATIVOS
CARACTERIZAÇÃO FISIOLÓGICA E BIOQUÍMICA
CARACTERIZAÇÃO QUIMIOTAXONÔMICA

17. CARACTERIZAÇÃO GENOTÍPICA
AMPLIFICAÇÃO DO GENE ITS
16S-23S rRNA POR PCR
PRIMERS:
(1522F-16S)
(posição 1522-1540 no 16S rRNA
E.coli)
(38R-23S)
(posição 38-22 no 23S rRNA
E.coli)
(715 Bp)
ENDONUCLEASES DE RESTRIÇÃO:
BstNI, MboII e MboI
SEQUENCIAMENTO:
PRIMERS:
1522F, 38R, Talaf, Talar

19. RESULTADO
SEQUENCIAMENTO

21. PRODUÇÃO DA L-SORBOSE A PARTIR
DO D-SORBITOL
pH 6.3-4.7
24 h-200rpm 30°C 39,68 g/L
30°C-48H
Meio Batata líq
ANÁLISE QUANTITATIVA DE PRODUÇÃO DE L-SORBOSE FEITA PELA
REAÇÃO DO RESORCINOL
REAÇÃO SIMPLES OBSERVADA PELA PRESENÇA DE CETOSE IDENTIFICADA
PELO DESENVOLVIMENTO DA COLORAÇÃO VERMELHO-CEREJA NO MEIO

22. PRODUÇÃO DE L-SORBOSE POR G. frateurii
Notícia boa:
100% do D-sorbitol biotransformado em L-sorbose em
24 horas, das 48 horas padrão, em 30°C chegando a
produzir 39.68 g/L de L-sorbose
Notícia má:
Em estudo anterior (2000) da mesma equipe, outra
cepa de G. frateurii (CHM 54) produziu em 48 horas
50 g/L de L-sorbose

23. PRODUÇÃO DE DHA A PARTIR DO
GLICEROL
5% glicerol e ANÁLISE QUANTITATIVA
1% extrato de DE PRODUÇÃO DE DHA:
levedura pH5.0 REAÇÃO DA
DIFENILAMINA 1 ML
30°C /4 dias
Melhor:42,52 g/L
Batata 10ML/
Shaker pH ideal favorece ativação BATATA
30°C de enzimas e impede que 24HR
24hr outras degradem o produto
formado
50G/L
GLICEROL
DESENVOLVIMENTO ANÁLISE QUANTITATIVA
DE PRODUÇÃO DE DHA: 200 mL
DA COR AZUL NO REAÇÃO DA
MEIO DIFENILAMINA

24. PRODUÇÃO DE DHA POR G.oxydans –PHD27
Concentração g/L DHA 44,1g/L
OD 600(nm)
Hora de bioconversão
Crescimento celular
DHA

26. CONCLUSÃO
Dos isolados selvagens de Gluco no bacte r obtidos em frutas e petúnias da
Tailândia para produção de L-sorbose e Diidroxiacetona (DHA), os mais
produtivos foram G. frate urii para L-Sorbose e G. o xydans para DHA,
ambos isolados da fruta Longan. Apesar da produção em bancada do L-
sorbose se mostrar pouco rentável, a produção de DHA se mostrou
satisfatória, indicando nível máximo durante a fase estacionária de
crescimento da cultura.
Na produção do L-Sorbose houve uma alteração grande de pH do meio e
como a enzima D-Sorbitol desidrogenase ligada a membrana, que funciona
melhor em pH alcalino, é crucial para a biotransformação, talvez tenha sido
um dos fatores que limitou a concentração do produto. Apesar do
rendimento ter sido de 100%, há na literatura dados que comprovam que o
aumento da L-Sorbose no meio impede o consumo de O2 pelas células de
Gluco no bacte r.
Na produção de DHA o valor de 44,1 g/L na capacidade da cepa PHD27 em
transformar o glicerol sob condições ótimas de crescimento na escala
laboratorial pode indicar uma cepa selvagem candidata à produção eficiente
e competitiva comparada às atualmente utilizadas em escala industrial.

27. RENDIMENTO BIOLÓGICO INDUSTRIAL

28. RENDIMENTO QUÍMICO
INDUSTRIAL

29. Este trabalho foi escolhido por
apresentar pesquisa de novos
microrganismos selvagens
voltados à produção de
compostos com valor agregado
no mercado e substratos
baratos.
OBRIGADA