Identification by molecular techniques of halophilic bacteria producing important enzymes from pristine area in Campeche, Mexico / Identificação por técnicas moleculares de bactérias halofílicas que produzem enzimas importantes em área intocada de Campeche, México

Isla Arena is located in the coordinate 20° 70´ N - 90° 45´ W, from Campeche, Mexico. In these estuaries, the ocean mixes with fresh water, and ecosystems are concentrated where petenes and pink flamingos proliferate. Crustaceans and mollusks abound in the sea. Despite its enormous marine wealth, there are no studies carried out on which halophilic microorganisms are present in these waters. In this work, the diversity and structure of the microbial community was investigated through a metagenomics approach and corroborated for sequencing of 16S rRNA genes. It was found that the phylum Fimicutes predominates with more than 50%, in almost the same proportion of the class Bacilli and with almost 41% of relative abundance of the order Bacillales. The sequencing results showed that one of the samples presented a high percentage of similarity (99.75%) using the Nucleotide BLAST program with a peculiar microorganism: Bacillus subtilis. This microorganism is one of the best characterized bacteria among the gram-positive ones. Our results demonstrate that B. subtilis can be an efficient source of proteases, lipases and cellulases, from halophilic microbial communities located in poorly explored areas.

Isla Arena está localizada na coordenada 20°70’N - 90°45’W, de Campeche, México. Nesses estuários, o oceano se mistura com a água doce e os ecossistemas se concentram onde proliferam petenos e flamingos rosa. Crustáceos e moluscos abundam no mar. Apesar de sua enorme riqueza marinha, não há estudos realizados sobre a presença de microrganismos halofílicos nessas águas. Neste trabalho, a diversidade e estrutura da comunidade microbiana foram investigadas através de uma abordagem metagenômica e corroboradas para o sequenciamento de genes 16S rRNA. Verificou-se que o filo Fimicutes predomina com mais de 50%, quase na mesma proporção da classe Bacilli e com quase 41% de abundância relativa da ordem Bacillales. Os resultados do sequenciamento mostraram que uma das amostras apresentou alto percentual de similaridade (99,75%) pelo programa Nucleotide BLAST com um microrganismo peculiar: Bacillus subtilis. Nossos resultados demonstram que B. subtilis pode ser uma fonte eficiente de proteases, lipases e celulases, provenientes de comunidades microbianas halofílicas localizadas em áreas pouco exploradas.

Identification by molecular techniques of halophilic bacteria producing important enzymes from pristine area in Campeche, Mexico

Abstract Isla Arena is located in the coordinate 20° 70´ N - 90° 45´ W, from Campeche, Mexico. In these estuaries, the ocean mixes with fresh water, and ecosystems are concentrated where petenes and pink flamingos proliferate. Crustaceans and mollusks abound in the sea. Despite its enormous marine wealth, there are no studies carried out on which halophilic microorganisms are present in these waters. In this work, the diversity and structure of the microbial community was investigated through a metagenomics approach and corroborated for sequencing of 16S rRNA genes. It was found that the phylum Fimicutes predominates with more than 50%, in almost the same proportion of the class Bacilli and with almost 41% of relative abundance of the order Bacillales. The sequencing results showed that one of the samples presented a high percentage of similarity (99.75%) using the Nucleotide BLAST program with a peculiar microorganism: Bacillus subtilis. This microorganism is one of the best characterized bacteria among the gram-positive ones. Our results demonstrate that B. subtilis can be an efficient source of proteases, lipases and cellulases, from halophilic microbial communities located in poorly explored areas.

Resumo Isla Arena está localizada na coordenada 20°70N - 90°45W, de Campeche, México. Nesses estuários, o oceano se mistura com a água doce e os ecossistemas se concentram onde proliferam petenos e flamingos rosa. Crustáceos e moluscos abundam no mar. Apesar de sua enorme riqueza marinha, não há estudos realizados sobre a presença de microrganismos halofílicos nessas águas. Neste trabalho, a diversidade e estrutura da comunidade microbiana foram investigadas através de uma abordagem metagenômica e corroboradas para o sequenciamento de genes 16S rRNA. Verificou-se que o filo Fimicutes predomina com mais de 50%, quase na mesma proporção da classe Bacilli e com quase 41% de abundância relativa da ordem Bacillales. Os resultados do sequenciamento mostraram que uma das amostras apresentou alto percentual de similaridade (99,75%) pelo programa Nucleotide BLAST com um microrganismo peculiar: Bacillus subtilis. Nossos resultados demonstram que B. subtilis pode ser uma fonte eficiente de proteases, lipases e celulases, provenientes de comunidades microbianas halofílicas localizadas em áreas pouco exploradas.

Identification by molecular techniques of halophilic bacteria producing important enzymes from pristine area in Campeche, Mexico / Identificação por técnicas moleculares de bactérias halofílicas que produzem enzimas importantes em área intocada de Campeche, México

Abstract Isla Arena is located in the coordinate 20° 70´ N - 90° 45´ W, from Campeche, Mexico. In these estuaries, the ocean mixes with fresh water, and ecosystems are concentrated where petenes and pink flamingos proliferate. Crustaceans and mollusks abound in the sea. Despite its enormous marine wealth, there are no studies carried out on which halophilic microorganisms are present in these waters. In this work, the diversity and structure of the microbial community was investigated through a metagenomics approach and corroborated for sequencing of 16S rRNA genes. It was found that the phylum Fimicutes predominates with more than 50%, in almost the same proportion of the class Bacilli and with almost 41% of relative abundance of the order Bacillales. The sequencing results showed that one of the samples presented a high percentage of similarity (99.75%) using the Nucleotide BLAST program with a peculiar microorganism: Bacillus subtilis. This microorganism is one of the best characterized bacteria among the gram-positive ones. Our results demonstrate that B. subtilis can be an efficient source of proteases, lipases and cellulases, from halophilic microbial communities located in poorly explored areas.

Resumo Isla Arena está localizada na coordenada 20°70'N - 90°45'W, de Campeche, México. Nesses estuários, o oceano se mistura com a água doce e os ecossistemas se concentram onde proliferam petenos e flamingos rosa. Crustáceos e moluscos abundam no mar. Apesar de sua enorme riqueza marinha, não há estudos realizados sobre a presença de microrganismos halofílicos nessas águas. Neste trabalho, a diversidade e estrutura da comunidade microbiana foram investigadas através de uma abordagem metagenômica e corroboradas para o sequenciamento de genes 16S rRNA. Verificou-se que o filo Fimicutes predomina com mais de 50%, quase na mesma proporção da classe Bacilli e com quase 41% de abundância relativa da ordem Bacillales. Os resultados do sequenciamento mostraram que uma das amostras apresentou alto percentual de similaridade (99,75%) pelo programa Nucleotide BLAST com um microrganismo peculiar: Bacillus subtilis. Nossos resultados demonstram que B. subtilis pode ser uma fonte eficiente de proteases, lipases e celulases, provenientes de comunidades microbianas halofílicas localizadas em áreas pouco exploradas.

Cellulases production on paper and sawdust using native Trichoderma asperellum / Producción de celulasas en papel y aserrín usando Trichoderma asperellum / Produção de celulases em papel e serragem usando Trichoderma asperellum

Abstract Microbial cellulases are industrially used enzymes that catalyze the cleavage of the glycosidic bonds of cellulose. This hydrolysis yields sugars that can be used in processes such as bioethanol production. These enzymes are mainly produced by fungi belonging to the genus Trichoderma via submerged or solid state fermentation with cellulosic materials as substrates. Recent publications have increasingly demonstrated that alternatives to T. reesei enzymes in the production of second-generation biofuels exist. Here, cellulolytic activities of crude extracts obtained from a native isolate of T. asperellum from coffe pulp and a strain of T. reesei were evaluated. Solid state fermentations were performed using paper and sawdust as substrates. The activities were measured after 12 days of incubation. The extracts obtained from T. reesei showed higher cellulase and endoglucanase activities (6.5 and 5.8 U/g) than those obtained using T. asperellum (5.6 and 4.1 U/g) with paper as substrate. There were no significant differences between isolates when grown on sawdust. It was possible to verify that native T. asperellum was able to produce cellulases on lignocellulosic material such as moistened paper and sawdust without having undergone a chemical pretreatment.

Resumen Las celulasas microbianas son enzimas utilizadas industrialmente, que catalizan la ruptura de enlaces glicosídicos de celulosa. Esta hidrólisis produce azúcares que pueden utilizarse en procesos tales como la producción de bioteanol. Estas enzimas son producidas principalmente por hongos pertenecientes al género Trichoderma vía fermentación en estado sólido o sumergido, con materiales celulósicos como sustratos. Las publicaciones recientes han demostrado de forma creciente que existen alternativas a las enzimas de T. reesei en la producción de biocombustibles de segunda generación. En este estudio se evaluaron las actividades celulolíticas de extractos crudos obtenidos de un aislamiento nativo de T. asperellum de pulpa de café y una cepa de T. reesei. Las fermentaciones en estado sólido se llevaron a cabo usando como sustratos papel y aserrín. Las actividades se midieron después de 12 días de incubación. Los extractos obtenidos de T. reesei mostraron mayor actividad de celulasa y endoglucanasa (6.5 and 5.8 U/g) que los obtenidos usando T. asperellum (5.6 and 4.1 U/g) con papel como sustrato. No hubo diferencias significativas entre los dos aislamientos cuando crecieron en aserrín. Se pudo verificar que T. asperellum nativa fue capaz de producir celulasas en material lignocelulósico, como papel humedecido y aserrín, que no había pasado por un pretratamiento químico.

Resumo As celulases microbianas são enzimas utilizadas industrialmente, que catalisam o rompimento das ligações glicosídicas da celulose. Esta hidrólise produze açúcares que podem ser utilizados em processos como a produção de bioetanol. Estas enzimas são produzidas principalmente por fungos pertencentes ao gênero Trichoderma, via fermentação em estado sólido ou submerso, com materiais celulósicos como substrato. As publicações recentes veem demonstrando de maneira crescente que existem alternativas as enzimas de T. reesei na produção de biocombustíveis de segunda geração. Neste estudo foram avaliadas as atividades celulolíticas de extratos brutos obtidos de um isolamento nativo de T. asperellum da polpa de café e uma cepa de T. reesei. As fermentações em estado sólido se realizaram usando como substrato papel e serragem. As atividades foram medidas depois de 12 dias de incubação. Os extratos obtidos de T. reesei mostraram maiores atividades de celulase e endoglicanase (6.5 e 5.8 U/g) que os obtidos usando T. asperellum (5.6 e 4.1 U/g) com papel como substrato. Não houve diferenças significativas entre os dos isolamentos quando cresceram em serragem. Foi possível verificar que T. asperellum nativa foi capaz de produzir celulases em material lignocelulósico, como papel humedecido e serragem, que não haviam passado por um pré-tratamento químico.

Caracterização de fungos isolados da região Amazônica quanto ao potencial para produção das enzimas envolvidas na conversão da biomassa vegetal / Characterization of fungi isolated from the Amazon region for the potential of biomass-degrading enzymes production

A conversão da biomassa vegetal proveniente de resíduos agroindustriais e florestais em biocombustíveis e bioprodutos, dentro do conceito de biorrefinarias, é de grande interesse, principalmente para o Brasil, onde a agroenergia possui um enorme potencial de desenvolvimento. Entretanto, para garantir a viabilidade do processo de conversão, é fundamental reduzir o custo das enzimas utilizadas na etapa de hidrólise. Para isso, deve-se dispor da peça chave deste processo, que é o microrganismo. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar fungos isolados da região Amazônica em relação ao potencial de produção das enzimas celulases e xilanases. De um total de 40 isolados cultivados por fermentação em estado sólido (FES), durante 10 dias, os fungos que se destacaram quanto à produção de endoglucanase (351,79Ug^-1 em 120h) e β-glicosidase (62,31Ug^-1em 72h) foi o P47C3 (A. niger), e na produção de xilanase (1076,94Ug^-1 em 72h) e FPase (2,46Ug^-1 em 120h) foram o P6B2 (A. oryzae) e o P40B3, respectivamente. Os resultados obtidos demonstram o enorme potencial de aplicação das enzimas produzidas pelos fungos isolados da Amazônia, contribuindo, assim, para gerar os avanços tecnológicos necessários para o aumento da eficiência do uso da biomassa vegetal como fonte de energia renovável

The conversion of biomass from forestry and agroindustrial residues into biofuels and bioproducts, within the biorefinery concept, is of great interest, especially to Brazil, where bioenergy has a huge potential for development. However, to ensure the viability of the conversion process it is essential to reduce the cost of the enzymes used in the hydrolysis step. For this, one must have the key element of this process, which is the microorganism. In this context, the objective of this study was to evaluate different fungi isolated from the Amazon region for their potential in terms of the production of cellulase and xylanase enzymes. Of a total of 40 strains cultivated under solid state fermentation (SSF) for 10 days, the strain that stood out for the production of endoglucanase (351.79Ug-1120h) and β-glucosidase (62.31Ug-1 at 72h) was P47C3 (A. niger) whereas for xylanase (1076.94Ug-1 in 72 hours) and FPase (2.46Ug-1 in120 hours) were P6B2 (A. oryzae) and P40B3, respectively. These results demonstrate the great potential application of the enzymes produced by the Amazon isolated fungi, thus contributing to generate the necessary technological advances in order to increase the efficiency of the use of biomass as a renewable energy source.

Evaluación de actividades enzimáticas de Fusarium spp., aislados de lesiones en humanos, animales y plantas / Avaliação das atividades enzimáticas de Fusarium spp. Isolados a partir de lesões em humanos, animais e plantas / Assessment of enzymatic characterization of Fusarium spp. isolated from human, animal, and plant rounds

Objetivo. Determinar actividades amilolíticas, celulolíticas, lipolíticas, pectinolíticas y proteolíticas en 32 aislamientos de Fusarium spp. de origen humano, animal y vegetal. Materiales y métodos. Las actividades enzimáticas se determinaron a nivel cualitativo, por medio de la medición de halos de hidrólisis en placas de agar con el respectivo sustrato, y a nivel cuantitativo se realizó un cultivo líquido para determinar la degradación del respectivo sustrato por medio de técnicas colorimétricas. Resultados. Todos los aislamientos presentaron actividades enzimáticas a nivel cualitativo, excepto las amilolíticas y lipolíticas. La determinación a nivel cuantitativo fue posible para las enzimas evaluadas, a excepción de las lipasas. Conclusión. La determinación de los perfiles enzimáticos amilolíticos, celulolíticos, pectinolíticos y proteolíticos de cada uno de los aislamientos evaluados pertenecientes al género Fusarium sugirió su capacidad, indistintamente de su procedencia, de degradar estos sustratos...

Assessment of enzymatic characterization of Fusarium spp. isolated from human, animal, and plant wounds. Objective. To determine amylolytic, cellulolytic, lipolytic, pectinolytic and proteolytic activities in 32 Fusarium spp. isolates from humans, animals and plants. Materials and methods. Qualitative determination of enzymatic activities was done by measuring hydrolysis halos in agar plates with their corresponding substrate. Quantitative determination was done by colorimetric techniques, using liquid culture supernatants to determine the respective substrate degradation. Results. All isolates showed enzymatic activities from a qualitative point of view, except amylolytic and lipolytic. Quantitative determination was possible for all the evaluated enzymes except lipases. Conclusion. The determination of amylolytic, cellulolytic, pectinolytic and proteolytic enzymatic profiles of each of the Fusarium isolates assessed suggests their capacity to degrade these substrates, irrespectively of their origin...

Avaliação das atividades enzimáticas de Fusarium spp. Isolados a partir de lesões em humanos, animais e plantas. Objetivo. Determinar as atividades amilolíticas, celulolíticas, lipolítica, pectinolíticas e proteolíticas em 32 isolamentos de Fusarium spp. de origem humana, animal e vegetal. Materiais e métodos. As atividades enzimáticas foram determinadas a nível qualitativo medindo os halos de hidrólise em placas de agar com o substrato respectivo e a nível quantitativo realizou-se uma cultura líquida para determinar a degradação do substrato respectivos por meio de técnicas colorimétricas. Resultados. Todos os isolados apresentaram uma atividade enzimática a nível qualitativo, exceto as amilolíticas e lipolíticas. A determinação a nível quantitativo foi possível para as enzimas testadas, exceto para as lipases. Conclusão. A determinação de perfis enzimáticos amilolíticos, celulolíticos, pectinolíticos e proteolíticos de cada um dos isolados testados pertencentes ao gênero Fusarium, sugeriu sua capacidade, independentemente da sua origem, para degradar estes substratos...