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Ver el documento (formato PDF)   Carabajal, Maira Lía.  "Degradación de compuestos fenólicos por el hongo causante de pudrición blanca Trametes versicolor"  (2014-06-27)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
Los hongos causantes de pudrición blanca, producen enzimas lignolíticas, inespecíficas y altamente oxidativas, con capacidad para degradar distintos contaminantes. Los compuestos fenólicos son un grupo de moléculas orgánicas cuyo uso masivo industrial condujo a la contaminación de ecosistemas acuáticos y terrestres, resultando en su clasificación como contaminantes prioritarios. En el presente trabajo se realizó un relevamiento de cepas nativas de hongos de pudrición blanca en búsqueda de microorganismos capaces de ser empleados en la degradación y detoxificación de fenoles y derivados. Como resultado de dicho relevamiento se seleccionó a Trametes versicolor BAFC 2234 por su capacidad para degradar distintos compuestos fenólicos (fenol, ácido gálico, 2,6 dimetoxifenol y guayacol) y por su habilidad para utilizar el fenol como única fuente de carbono. Se analizó el secretoma de T. versicolor creciendo en medio de cultivo natural jugo de tomate suplementado con cobre y manganeso empleando el enfoque proteómico. Se identificó un número considerable de las proteínas relacionadas con la degradación de la biomasa lignocelulósica y entre éstas, hidrolasas, peroxidasas y oxidasas fueron las enzimas más abundantes. Se purificaron diversas enzimas lignolíticas: una polifenol oxidasa (lacasa), tres Mn-peroxidasas y una versatil peroxidasa. Esta última enzima no había sido purificada previamente en esta especie. Se detectó también por primera vez presencia de peroxidasa decolorante de tintes en T. versicolor. Cultivos de T. versicolor removieron eficientemente fenol y nitrofenol, pudieron también decolorar el tinte Azure B y el licor negro, residuo proveniente de la producción de papel. T. versicolor removió el 71, 62, 74 y 73% del fenol 15 mM adicionado en tres ciclos repetidos en un periodo de 23 días, inmovilizado en esponja vegetal (Luffa aegyptiaca). El hongo inmovilizado removió el 97% del 4- nitrofenol (1 mM) luego de 3 días. Esta cepa además disminuyó la fitotoxicidad de las respectivas muestras tratadas. Se investigó la transformación del fenol por acción de sus enzimas purificadas lacasa y Mn-peroxidasa; y la del 2-, 3- y 4-nitrofenol adicionalmente por la enzima versatil peroxidasa. El hongo produjo lacasa como principal enzima lignolítica, pero esta enzima purificada no fue capaz de degradar el nitrofenol. Mn-peroxidasa y versatil peroxidasa degradaron 2- y 4-nitrofenol in vitro en porcentajes cercanos al 50%. La lacasa de T. versicolor removió 84% del fenol en 4 hs, mientras que un 43% fue removido por la Mn-peroxidasa. Tanto el estudio del secretoma de esta cepa como los ensayos de degradación in vivo e in vitro llevados a cabo, aportan información valiosa sobre el potencial empleo de esta cepa de T. versicolor en la biorremediación de efluentes industriales.

Abstract:
White-rot fungi produce highly oxidative ligninolytic enzymes, nonspecific, with the ability to degrade different pollutants. Phenolic compounds are a group of organic molecules which led to massive industrial pollution of aquatic and terrestrial ecosystems, and as a consequence they are classified as priority pollutants. In this research a selection of Argentinean white-rot fungi was screened for their ability to tolerate and degrade phenolic compounds, searching for organisms capable of being employed in the degradation and detoxification of phenols and derivatives. As a result of this survey was selected Trametes versicolor BAFC 2234 because of its capacity to degrade different phenolic compounds (phenol, gallic acid, 2,6 dimethoxyphenol and guaiacol) and its ability to use phenol as sole carbon source. The secretome of T. versicolor growing in tomato juice, a natural culture medium, supplemented with copper and manganese was analyzed using the proteomic approach. A considerable number of the identified proteins were related to the degradation/modification of lignocelluloses. Hydrolases, peroxidases and phenoloxidases were the most abundant enzymes produced under the above-mentioned culture conditions. Various ligninmodifying oxidoreductases were successfully purified: one polyphenol oxidase (laccase), three manganese peroxidases (MnP) and one versatile peroxidase (VP), the latter for the first time from T. versicolor. The native VP protein has a molecular mass of 45 kDa and an isoelectric point of pH 3.7. Dye decolorizing peroxidases, a just recently discovered group of heme peroxidases, were also found to be secreted by T. versicolor for the first time. The study clearly showed that complex plant-based media being rich in phenolics, such as tomato juice, can stimulate the secretion of a broad set of extracellular lignocellulolytic enzymes. Using such natural products as fungal culture media may give the opportunity to investigate plant biomass decomposition as well as the biodegradation of organic pollutants in an environment close to nature. Cultures of T. versicolor efficiently removed phenol and nitrophenol, they could also discolor the dye Azure B and black liquor, a residue from paper production. T. versicolor immobilized on a natural sponge-like material from Luffa aegyptiaca, removed between 62% and 74% of phenol (15 mM) in three repeated cycles (fed-batch) over a period of 23 days. The immobilized fungus removed 97% of 4-nitrophenol (1 mM) after 3 days. This strain also reduced phytotoxicity of the respective treated samples. Phenol conversion by the action of the purified laccase and MnP was investigated, additionally 2- , 3- and 4-nitrophenol transformation was evaluated by the action of VP. Laccase was the main oxidative enzyme activity measured during the cultivation, and the isolated enzyme oxidized in vitro 84% of phenol (0.5 mM) within 4 h, while 43% was converted by a purified MnP of this strain. After fungal treatment, phenol phytotoxicity decreased noticeably. The purified laccase was not able to degrade nitrophenol, but MnP and VP degraded around 50% of 2- and 4-nitrophenol in vitro. The concentrations of phenol removed by T. versicolor are among the highest reported so far, thus, the investigated strain may have good prospects for application in industrial wastewater treatment. For the evaluation of the degradative potential of a fungus and its lignin-modifying system, the characterization of the secretome has proven to be a useful tool, additionally the in vivo and in vitro degradation studies performed during this research, provide valuable information about the potential use of T. versicolor in bioremediation of industrial effluents.

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Registro:
Título : Degradación de compuestos fenólicos por el hongo causante de pudrición blanca Trametes versicolor     =    Degradation of phenolic compounds by the white-rot fungus Trametes versicolor
Autor : Carabajal, Maira Lía
Director : Levin, Laura Noemí
Consejero : Lechner, Bernardo Ernesto
Jurados : Erijman, Leonardo  ; Cerrutti, Patricia  ; Saparrat, Mario C.N.
Año : 2014-06-27
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental
Grado obtenido : Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Biológicas
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_5571_Carabajal
Idioma : Español
Area Temática : Biología / Micología
Biología / Biorremediación
Palabras claves : BIORREMEDIACION; COMPUESTOS FENOLICOS; T. VERSICOLOR; ENZIMAS LIGNINOLITICAS; BIOREMEDIATION; FENOLIC COMPOUNDS; T. VERSICOLOR; LIGNINOLITIC ENZYMES
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