Produção de metabólitos secundários de Pseudomonas aeruginosa cepa LV : otimização das condições de cultura através da metodologia de superfície de resposta
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Bedoya Pérez, Juan Carlos
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Resumo
Resumo: Pseudomonas aeruginosa cepa LV produz em seu metabolismo secundário fenazina-1-ácido carboxílica (PCA), fenazina-1-carboxiamida (PCN), 2-carboxi-2-heptano-indol-3-ona (IDC) e um composto antibiótico organometálico (OAC), que demonstrou ter atividade antimicrobiana (PCA e OAC) e efeito elicitor que estimula a indução de resistência adquirida (SAR) em plantas (PCN e IDC) Estes metabólitos possuem um alto potencial para serem usados nos mais diferentes setores biotecnológicos Porém os rendimentos são baixos e são necessários estudos para otimizar os processos de produção tornando menos custosos e mais produtivos Portanto, o objetivo deste trabalho foi aumentar a concentração final desses metabólitos através da otimização das condições de cultura analisadas pela metodologia de superfície de resposta (MSR) Primeiramente, fatores experimentais únicos foram utilizados para avaliar os efeitos tanto do tamanho do inoculo quanto dos três componentes utilizados no meio de cultivo (peptona, extrato de carne e CuCl22H2O) na produção final dos metabólitos Em seguida, o nível ótimo das variáveis foi determinado pela MSR utilizando o planejamento de Box-Behnken Nesta etapa, as maiores concentrações de IDC, PCA, PCN e OAC representaram um aumento, em porcentagem, de 269, 62, 5286 e 84, respectivamente, em comparação com o meio de cultura básico (MCB) Posteriormente, a concentração inibitória mínima (CIM) de OAC contra a cepa LV foi estimada em 15 µg mL-1, indicando que a concentração obtida (11,11 ± 1,5 mg L-1) era provavelmente a máxima possível Em uma segunda etapa, foi utilizada uma abordagem estatística de quatro passos para avaliar o efeito de nove componentes diferentes de meio de cultura (peptona, extrato de carne, proteína de soja, extrato de levedura, glicose, etanol, solução salina, KH2PO4 e triptofano) e dois parâmetros físicos (temperatura e pH inicial), sobre os rendimentos de IDC, PCA e PCN Dois planejamentos fatoriais sucessivos foram aplicados para investigar os fatores que afetam a produção dos metabólitos de interesse Após essa análise, a proteína de soja, a glicose, o extrato de levedura e o KH2PO4 foram otimizados por MSR usando um delineamento composto central (CCD) Além disso, um dos meios otimizados foi utilizado para determinar as condições adequadas de temperatura e pH inicial empregando um delineamento fatorial completo de três níveis Estabelecidas as condições ótimas, as concentrações máximas registradas de IDC, PCA e PCN foram 15,61, 112,89 e 177,31 mg L-1, respectivamente Em conclusão, em condições otimizadas, a produção de IDC, PCA e PCN aumentaram em 42, 38 e 25 vezes, respectivamente, em relação ao sistema de produção Portanto, essas novas condições de produção devem ser implementadas
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Palavras-chave
Pseudomonas aeruginosa, Microorganismos, Biotecnologia microbiana, Microbiologia industrial, Micro-organisms, Microbial biotechnology, Industrial microbiology