Bioprospecção de microrganismos do bioma Cerrado visando a desconstrução de lignina para produção de bioprodutos
Autor(a)
Barbosa, Mateus Florentino
Orientador(a) Coorientador(a)
Quirino, Betania Ferraz
Data de aceite
2026-06-22
Data de disponibilizacao
2026-06-22
Data de publicacao
2026-06-22
Data de defesa submissao
2024-08-12
Citacao
BARBOSA, Mateus Florentino. Bioprospecção de microrganismos do bioma Cerrado visando a desconstrução de lignina para produção de bioprodutos. 2024. 149 f., il. Dissertação (Mestrado em Biologia Microbiana) — Universidade de Brasília, Brasília, 2025.
Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Departamento de Biologia Celular, Programa de Pós-Graduação em Biologia Microbiana, 2024.
Resumo Portugues
A lignina, o polímero aromático mais abundante na natureza e subproduto da
produção de celulose, é recalcitrante e, frequentemente, subutilizada, apesar de seu
potencial para gerar produtos de alto valor agregado. Este trabalho visa explorar a
capacidade de bactérias de degradar lignina. Amostras de solo do Cerrado brasileiro
foram coletadas e inoculadas em meio mínimo M9 com lignina Kraft alcalina como
única fonte de carbono e incubadas a 37 °C. Foram isoladas 81 bactérias após
triagem, e 50 delas demonstraram capacidade de crescer em diferentes tipos de
lignina industrial. A identificação taxonômica por sequenciamento do gene 16S,
resultou na identificação de 35 bactérias. As curvas de crescimento revelaram que o
desenvolvimento das bactérias foi lento em todas as estratégias adotadas. A bactéria
Stenotrophomonas atingiu uma densidade óptica (OD) máxima de 0,83 em 7 dias e
0,81 em 14 dias, sem alcançar OD de 1. Análises por UPLC-PDA dos sobrenadantes
indicaram variações na composição química da lignina, com picos em diferentes
tempos de retenção. Após 7 dias de crescimento, houve aumento na concentração de
lignina, possivelmente devido à solubilização pelas bactérias. Após 14 dias, a
concentração de lignina diminuiu, mas sem a aparição de novos picos, sugerindo
consumo completo dos produtos gerados. Análises por UHPLC-MS/MS destacaram a
produção de metabólitos diferenciados, com Pseudomonas putida KT2440 e
Pseudomonas citronelollis C12 sendo notáveis pela produção de compostos como
epóxido de rutacridona. Brucella intermedia strain XG-2 e Achromobacter denitrificans
strain FDAARGOS_786 também mostraram potencial na bioconversão de lignina, com
a produção de compostos como ácidos retinóicos e epóxido de rutacridona.
Stenotrophomonas sp. strain Y destacou-se na produção de ficinas. Os resultados
indicam que as bactérias isoladas do Cerrado possuem significativo potencial
biotecnológico para a bioconversão de lignina em possíveis produtos. A otimização
desse processo pode transformar a lignina em uma matéria-prima valiosa para a
indústria, promovendo uma economia mais sustentável.
Resumo Ingles
Lignin, the most abundant aromatic polymer in nature and a byproduct of cellulose
production, is recalcitrant and often underutilized despite its potential to generate highvalue products. This study aims to explore the capability of bacteria to degrade lignin.
Soil samples from the Brazilian Cerrado were collected and inoculated in M9 minimal
medium with alkaline Kraft lignin as the sole carbon source and incubated at 37°C.
After screening, 81 bacteria were isolated, and 50 of them demonstrated the ability to
grow on various types of industrial lignin. Taxonomic identification through 16S gene
sequencing resulted in the identification of 35 bacteria. Growth curves revealed that
bacterial development was slow across all strategies adopted. The bacterium
Stenotrophomonas reached a maximum optical density (OD) of 0.83 at 7 days and
0.81 at 14 days, without reaching an OD of 1. UPLC-PDA analyses of the supernatants
indicated variations in the chemical composition of lignin, with peaks at different
retention times. After 7 days of growth, there was an increase in lignin concentration,
possibly due to solubilization by the bacteria. After 14 days, the lignin concentration
decreased, but without the appearance of new peaks, suggesting complete
consumption of the generated products. UHPLC-MS/MS analyses highlighted the
production of differentiated metabolites, with Pseudomonas putida KT2440 and
Pseudomonas citronellolis C12 being notable to produce compounds such as
rutacridone epoxide. Brucella intermedia strain XG-2 and Achromobacter denitrificans
strain FDAARGOS_786 also showed potential in lignin bioconversion, producing
compounds such as retinoic acids and rutacridone epoxide. Stenotrophomonas sp.
strain Y stood out to produce ficins. The results indicate that bacteria isolated from the
Cerrado possess significant biotechnological potential for the bioconversion of lignin
into valuable products. Optimizing this process could transform lignin into a valuable
raw material for industry, promoting a more sustainable economy.
Unidade academica
Instituto de Ciências Biológicas (IB)
Departamento
Departamento de Biologia Celular (IB CEL)
Programa de Pos-Graduacao
Programa de Pós-Graduação em Biologia Microbiana
Agencia financiadora
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
