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Fil: Storani, Alem. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas; Argentina. La biomasa lignocelulósica representa una excelente fuente para la producción de biocombustibles y bioproductos de manera ecológica y sustentable, pero sus características estructurales hacen que sea recalcitrante a la degradación. Sin embargo, diversas enzimas son capaces de llevar a cabo este proceso a partir de la complementariedad de su actividad. En este trabajo de Tesis se caracterizaron bioquímica y estructuralmente enzimas involucradas en la degradación de la lignocelulosa pertenecientes a Ruminococcus albus 8. Específicamente, la caracterización de RalCel5G evidenció un modo de acción de endoglucanasa procesiva. El empleo de esta enzima en simultaneo con la celobiohidrolasa RalCel48A evidenció un efecto sinérgico en la degradación de la celulosa. Por su parte, en la caracterización de la xilanasa GH10 (RalXyn10A) se detectó un dominio N-terminal particular, asociado la regulación redox de la actividad enzimática y a la interacción con sustratos. La aplicación de esta hemicelulasa en combinación con RalCel5G y RalCel48A mostró un incremento sustancial en la capacidad de hidrólisis de sustratos lignocelulósicos complejos. Finalmente, las glicosil fosforilasas RalCBP y RalCDP, mostraron elevada actividad con monosacáridos y oligosacáridos, respectivamente. La eficiencia de cada una de ellas fue mejorada a partir de la eliminación del dominio N-terminal o la fusión de un CBM, respectivamente. Los avances logrados en el conocimiento de estas enzimas y sobre los mecanismos de acción e interacciones con los diferentes sustratos, facilitan el desarrollo de diversas aplicaciones biotecnológicas tales como la producción de biocombustibles, biopolímeros y/u otros materiales. Lignocellulosic biomass represents an excellent source for the production of biofuels and bioproducts in an ecological and sustainable manner, but its structural characteristics make it recalcitrant to degradation. However, various enzymes are capable of carrying out this process based on the complementarity of their activity. In this Thesis work, enzymes involved in the degradation of lignocellulose belonging to Ruminococcus albus 8 were biochemically and structurally characterized. Specifically, the characterization of RalCel5G revealed a processive endoglucanase mode of action. The employment of this enzyme simultaneously with the cellobiohydrolase RalCel48A showed a synergistic effect on the degradation of cellulose. During the characterization of xylanase GH10 (RalXyn10A) a particular N-terminal domain was detected, associated with the redox regulation of the enzymatic activity and the interaction with substrates. The application of this hemicellulase in combination with RalCel5G and RalCel48A showed a substantial increase in the hydrolytic capacity of complex lignocellulosic substrates. Finally, the glycosyl phosphorylases RalCBP and RalCDP showed high activity with monosaccharides and oligosaccharides, respectively. The efficiency of each one was improved from the elimination of the N-terminal domain or the fusion of a CBM, respectively. The advances achieved in the knowledge of these enzymes and the action mechanism and interactions with the different substrates, facilitate the development of various biotechnological applications such as the production of biofuels, biopolymers and/or other materials. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas Universidad Nacional del Litoral

[ES] La creciente concienciación por parte de la sociedad sobre el problema que supone seguir contaminando el planeta al ritmo actual, ha aumentado la importancia de buscar alternativas sostenibles a los combustibles tradicionales. El bioetanol es uno de los biocombustibles más relevantes ya que se considera una alternativa limpia y renovable a la gasolina. El proceso de producción de bioetanol se basa en la fermentación de azúcares. En este caso, el foco se pone en bioetanol de segunda generación, el fabricado a partir de azúcares provenientes de biomasa lignocelulósica. Debido a la estructura compleja de la biomasa lignocelulósica, se debe aplicar un pretratamiento antes de la etapa de hidrólisis enzimática en la que se obtienen los azúcares a fermentar. Sin embargo, debido a las condiciones de altas temperaturas y presión durante la etapa de pretratamiento, se forman inhibidores que disminuyen el rendimiento de producción de azúcar y en consecuencia de bioetanol. En este trabajo se pretende estudiar la eficiencia del uso de la lacasa como detoxificante, con el fin de eliminar dichos inhibidores, para que la producción de bioetanol de segunda generación sea económicamente viable., [EN] Increasing awareness by society on the problem posed by contamination of our planet at the current rate, has increased the importance of looking for alternatives to traditional fuels. Bioethanol is today one of the most relevant biofuels, as it is considered a clean and renewable alternative to gasoline. The process of bioethanol production is based on the fermentation of sugars. In this case, the focus is put on second generation bioethanol, whose source of sugars comes from lignocellulosic biomass. Due to the complex 3D structure of lignocellulosic biomass, a pretreatment is needed before the enzymatic hydrolysis step in which the sugars to be fermented are obtained. However, due to the high temperature and pressure to which biomass is exposed during pretreatment, inhibitors are formed which lower the yield of sugar and in consequence the yield of bioethanol. This thesis aims to study the effect of laccase as a detoxification method, with the goal of eliminating such inhibitors as to make the production of second generation bioethanol economically viable.

[ES] La revalorización de residuos es un tema que va ganando importancia cada día, ya que la concienciación sobre el medio ambiente y las leyes más restrictivas respecto a la gestión de residuos van en aumento. Por ello, en este trabajo se intenta realizar la revalorización de tres residuos en concreto, el alga Poseidonia, típica de las playas del mediterráneo, la paja de arroz, un residuo generado en la recolección del arroz y algodón reciclado. La revalorización se trata de la conversión de estos residuos en nanocelulosa, la cual también está tomando importancia debido a sus propiedades mecánicas, su biocompatibilidad y sostenibilidad, a través de un método más sostenible, el tratamiento enzimático utilizando celulasa. Además, ese tratamiento se realiza con celulasa suelta e inmovilizada en nanopartículas de hierro, lo cual permite su recuperación y reutilización, mejorando la eficiencia del proceso y reduciendo el alto coste de la enzima. Previamente al tratamiento enzimático se debe realizar un pretratamiento con NaOH y NaClO2 al alga y a la paja de arroz para mejorar la eficacia de la hidrólisis enzimática, y al algodón únicamente se le realiza un descrudado. Para la caracterización de los materiales resultantes del tratamiento, se realizaron análisis de DLS, FTIR y FESEM. Los ensayos se realizaron sobre los materiales, tras el pretratamiento para determinar si el pretratamiento había sido eficaz, a los materiales tratados con dos concentraciones diferentes de enzima, con el objetivo de determinar si se había obtenido nanocelulosa y de que tamaño, y a las fases de la inmovilización con el fin de determinar si se había realizado correctamente. Los resultados obtenidos del FTIR y el FESEM permiten concluir que los pretratamientos cumplían su función, limpiando y disgregando los materiales, mejorando así la eficacia del tratamiento enzimático. La obtención de la nanocelulosa se consiguió cuando la cantidad de enzima era mayor. Es destacable que se obtuvieron nanopartículas de celulosa cuando la enzima estaba suelta y films de azúcares cuando la enzima estaba inmovilizada y a concentraciones elevadas, es decir, la presencia del hierro actúa como catalizador derivando en degradación excesiva. También se consiguió demostrar que la inmovilización de la enzima era correcta gracias al DLS. Sin embargo, no se consiguió obtener, con el procedimiento empleado rendimientos de nanocelulosa., [EN] The reconversion of waste is an issue that is gaining importance every day, since awareness about the environment and the most restrictive laws regarding waste management are increasing. Therefore, this work attempts to revalue three specific wastes, Poseidonia algae, typical of Mediterranean beaches, rice straw, a waste generated while rice harvesting, and recycled cotton. Specifically, these residues are going to be converted into nanocellulose, which is also gaining importance due to its mechanical properties, biocompatibility, and sustainability, through a more sustainable method, an enzymatic treatment using cellulase. In addition, this treatment is carried out with cellulase alone and immobilized in iron nanoparticles, which allows its recovery and reuse, improving the efficiency of the process and reducing the high cost of the enzyme. Prior to the enzymatic treatment, a pretreatment with NaOH and NaClO2 should be carried out on the algae and rice straw to improve the effectiveness of the enzymatic hydrolysis, and cotton is only going to be cleaned. For the treatment resulting materials characterization DLS, FTIR and FESEM analyses were performed. The essays were performed on the pre-treated materials to determine whether the pretreatment had been effective, on the materials treated with two different concentrations of enzyme, with the aim of determining whether nanocellulose had been obtained and its size, and on the immobilization phases in order to determine if it had been carried out correctly. The results obtained from the FTIR and the FESEM allow to conclude that pretreatments fulfilled their function, cleaning and disintegrating the materials, thus improving the efficiency of the enzymatic treatment. The nanocellulose obtention was achieved when the amount of enzyme was greater. It should be noted that cellulose nanoparticles were obtained when the enzyme was alone and sugar films when the enzyme was immobilized and in high concentrations, which means that iron presence acts as a catalyst producing excessive degradation. It was also possible to demonstrate that the immobilization of the enzyme was correct thanks to DLS. However, nanocellulose yields were not achieved with the followed procedure.

It was isolated bacteria strains from three different types of samples: fresh water, in situ baits and ex situ enrichment. Serial dilutions were prepared and culture was carried at 50 °C using a Basal-Saline medium. Isolated strains were screened for endoglucanase and xylanase activities with qualitative (Congo Red) and quantitative (DNS) methods. Molecular 16S rDNA sequencing analysis was performed for taxonomic identification. It was isolated 31 strains of which 14 showed hydrolytic activities and belonged to Bacillus subtilis and Bacillus licheniformis species. Moreover, the strain B. subtilis DCH4 showed the highest endoglucanase activity at 45°C and pH 5, and xylanase activity at 55°C and pH 6. Then, DCH4 was cultivated by submerged fermentation with two different media supplemented with sugar cane bagasse, wheat straw, or quinoa stalk to evaluate its saccharification capability. Likewise, it was screening its xylanase and cellulase genes employing specific primers; the amplicons obtained were sequenced, and analyzed. It was found that, enzymatic extracts of DCH4 prepared with cane bagasse or quinoa stalk media achieved the highest endoglucanase and xylanase activities. According to molecular analysis of genes involved in the hydrolytic process, the endoglucanase and xylanase activities exhibited by DCH4 could be attributed to a bifunctional cellulase conformed by endo-beta-1,4-glucanase (GH5) joined to cellulose binding domain 3 (CBM3), and an endo-1,4-beta-xylanase (GH11), respectively. Further transcriptomic experiments would be considered to accomplish optimization strategies for biofuel production from lignocellulosic biomass., Se aislaron cepas de bacterias provenientes de tres tipos de muestras: agua fresca, cebos enriquecidos in situ y ex situ. Se prepararon diluciones seriadas y el cultivo fue a 50 °C usando un medio Salino-Basal. Las cepas aisladas fueron tamizadas para las actividades endoglucanasa y xilanasa con métodos cualitativos (Rojo Congo) y cuantitativos (DNS). Se usó el análisis molecular 16S rDNA para la identificación taxonómica. Se aislaron 31 cepas, de las cuales 14 mostraron actividades hidrolíticas y pertenecían a Bacillus subtilis y Bacillus licheniformis. Además, B. subtilis DCH4 mostró la mayor actividad endoglucanasa a 45 °C y pH 5, y xilanasa a 55 °C y pH 6. Entonces, DCH4 se cultivó por fermentación sumergida con dos medios diferentes suplementado con bagazo de caña de azúcar, paja de trigo o tallo de quinua para evaluar su capacidad de sacarificación. También, se exploraron los genes de xilanasa y celulasa mediante cebadores específicos; los amplicones obtenidos fueron secuenciados y analizados. Se encontró que los extractos enzimáticos de DCH4 preparados con bagazo de caña o tallos de quinua mostraron las actividades endoglucanasa y xilanasa más elevadas. De acuerdo a los análisis moleculares de los genes involucrados en el proceso hidrolítico, las actividades de endoglunacasa y xilanasa exhibidas por DCH4 podrían atribuirse a una celulasa bifuncional conformada por una endo-beta-1,4-glucanasa (GH5) unida al dominio celulosa 3 (CBM3), y una endo-1,4-beta-xilanasa (GH11), respectivamente. Posteriores experimentos transcriptómicos podrían ser considerados para lograr estrategias de optimización para la producción de biocombustibles a partir de biomasa lignocelulósica.

Pleurotus spp. are fungi capable of degrading lignocellulose material due to the excretion of enzymes with different industrial applications. This study aimed to investigate the influence of culture media on the production of mycelial biomass and the activity of laccase, cellulases, and xylanase of Pleurotus spp. Pleurotus citrinopileatus U16-23, P. djamor U16-20, U16-25, and U16-28, P. eryngii U16-30, P. ostreatus U16-22, and P. pulmonarius U16-21 were grown for 12 days at 28 ºC in malt extract medium (EM-20 g L-1), defined medium (MD glucose 10 g L-1 and yeast extract 2 g L-1), or in sugarcane bagasse (BC) medium equal to MD, but replacing glucose with bagasse (50 g L-1). The greatest growth occurred in the medium EM and P. djamor U16-25 was the strain that generated the greatest biomass (7.5 ± 0.1 g L-1). Most strains showed higher laccase activity in the MD medium and the greatests activities were P. djamor U16-25 (22243 ± 745 U L-1), and P. pulmonarius (20924 ± 46 U L-1). P. citrinopileatus and P. djamor U16-25 did not produce cellulases, but P. djamor U16-20 and P. eryngii produced the greatest cellulase activities in EM and MD media. All strains produced xylanase, and the highest activities were observed in the EM medium and P. djamor U16-28 (67154 ± 1597 U L-1) was the best producer. Pleurotus djamor U16-25 excelled as a producer of laccase and cellulase-free xylanase, revealing the potential for application in the paper and cellulose industry. Pleurotus spp. son hongos capaces de degradar la lignocelulosa debido a la excreción de enzimas con diferentes aplicaciones industriales. Este estudio tuvo como objetivo investigar la influencia de los medios de cultivo en la producción de biomasa micelial y la actividad de lacasa, celulasas y xilanasa de Pleurotus spp. Pleurotus citrinopileatus U16-23, P. djamor U16-20, U16-25 y U16-28, P. eryngii U16-30, P. ostreatus U16-22 y P. pulmonarius U16-21 se cultivaron durante 12 días a 28 ºC en medio extracto de malta (EM-20 g L-1), medio definido (MD glucosa 10 g L-1 y extracto de levadura 2 g L-1), o en medio de bagazo de caña de azúcar (BC) igual a MD, pero en sustitución de glucosa con bagazo (50 g L-1). El mayor crecimiento se presentó en el medio EM y P. djamor U16-25 fue la cepa que generó mayor biomasa (7.5 ± 0.1 g L-1). La mayoría de las cepas mostraron mayor actividad lacasa en el medio MD y las mayores actividades fueron P. djamor U16-25 (22243 ± 745 U L-1) y P. pulmonarius (20924 ± 46 U L-1). P. citrinopileatus y P. djamor U16-25 no produjeron celulasas, pero P. djamor U16-20 y P. eryngii produjeron las mayores actividades de celulasa en los medios EM y MD. Todas las cepas produjeron xilanasa, y las mayores actividades se observaron en el medio EM y P. djamor U16-28 (67154 ± 1597 U L-1) fue el mejor productor. Pleurotus djamor U16-25 se destacó como productor de de lacasa y xilanasa libre de celulasa, revelando el potencial de aplicación en la industria del papel y la celulosa. Pleurotus spp. são fungos capazes de degradar a lignocelulose graças à excreção de enzimas com diferentes aplicações industriais. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência dos meios de cultivo na produção de biomassa micelial e na atividade de lacase, celulases e xilanase de Pleurotus spp. Pleurotus citrinopileatus U16-23, P. djamor U16-20, U16-25 e U16-28, P. eryngii U16-30, P. ostreatus U16-22 e P. pulmonarius U16-21 foram cultivados por 12 dias a 28 ºC em meio extrato de malte (EM-20 g L-1), meio definido (MD glicose 10 g L-1 e extrato de levedura 2 g L-1), ou em meio bagaço de cana-de-açúcar (BC) igual ao MD, mas substituindo glicose por bagaço (50 g L-1). O maior crescimento ocorreu no meio EM e P. djamor U16-25 a cepa que gerou mais biomassa (7,5 ± 0,1 g L-1). A maioria das cepas apresentou maior atividade de lacase no meio MD e as atividades maiores foram de P. djamor U16-25 (22243 ± 745 U L-1) e P. pulmonarius (20924 ± 46 U L-1). P. citrinopileatus e P. djamor U16-25 não produziram celulases, mas P. djamor U16-20 e P. eryngii produziram as maiores atividades de celulase nos meios EM e MD. Todas as cepas produziram xilanase em e as maiores atividades foram observadas no meio EM e P. djamor U16-28 (67154 ± 1597 U L-1) foi o maior produtor. Pleurotus djamor U16-25 se destacou como produtor de lacase e de xilanase livre de celulase revelando potencial para aplicação na indústria de papel e celulose.

[Resumen]: Las enzimas son proteínas capaces de transformar un sustrato específico en productos, acelerando la reacción química. Por ello despiertan gran interés para la industria, y en la actualidad se utilizan en multitud de procesos. Los microorganismos constituyen la mejor fuente para su obtención, y en la búsqueda de nuevas enzimas microbianas podemos hacer uso de técnicas de metagenómica que nos permitan identificar las secuencias que las codifiquen. En el presente Trabajo de Fin de Máster se pretende expresar una celulasa (CelB4) y la caracterización de una lipasa (LipD11) obtenidas de metagenotecas de las aguas termales de Rio Caldo, Lobios, provincia de Ourense. Por un lado, para la enzima CelB4 por el momento no se ha conseguido ningún clon de levadura que sea capaz de expresar la enzima. Por su parte, LipD11 ha demostrado ser una lipasa termoestable, con preferencia por ácidos grasos de 8 carbonos, y que se puede considerar apta para su uso en la formulación de detergentes teniendo en cuenta como su actividad se ve favorecida por la presencia de algunos agentes surfactantes y detergentes comerciales. [Resumo]: As enzimas son proteínas capaces de transformar un substrato específico en produtos, acelerando a reacción química. Por iso despertan grande interese para a industria, e na actualidade utilízanse en multitude de procesos. Os microorganismos constitúen a mellor fonte para a súa obtención, e na procura de novas enzimas microbianas podemos facer uso das técnicas de metaxenómica que permítannos identifica-las secuencias que as codifiquen. No presente Traballo de Fin de Máster preténdese expresar unha celulasa (CelB4) e a caracterización dunha lipasa (LipD11) obtidas de metaxenotecas das augas termais de Río Caldo, Lobios, provincia de Ourense. Por un lado, para a enzima CelB4 polo momento non se conseguiu ningún clon de lévedo que sexa capaz de expresa-la enzima. Pola súa parte, LipD11 demostrou ser unha lipasa termostabel, con preferencia polos ácidos graxos de 8 carbonos, e que pódese considerar axeitada para o seu uso na formulación de deterxentes tendo en conta como a súa actividade vese favorecida pola presenza dalgúns axentes surfactantes e deterxentes comerciais. [Abstract]: Enzymes are proteins which are capable of transforming a specific substrate into products, accelerating the chemical reaction. That is the reason why they awake such interest for industry, and nowadays enzymes are used in multiple industrial processes. Microorganisms constitute the best source for enzyme acquisition, and in the search for new microbial enzymes we can make use of metagenomic techniques which allow us to identify the sequences that codify them. In the present Master’s Dissertation, our goals are the expression of a celulase (CelB4) and the characterization of a lipase (LipD11) which were both obtained from Rio Caldo, Lobios, province of Ourense using metagenomics. On the one hand, we could not manage yet to obtain a yeast clone capable of expressing the CelB4 enzyme. On the other hand, LipD11 has proven to be thermostable, showing preference for 8 carbon fatty acids, and it can be considered suitable for the formulation of detergents, taking into account how the presence of some surfactant agents and commercial detergents promote its activity. Traballo fin de mestrado (UDC.CIE). Biotecnoloxía avanzada. Curso 2019/2020

El objetivo fue determinar el efecto de la aplicación de la enzima Celulasa fúngica en las cáscaras de plátano de seda (Musa paradisiaca) para la obtención de jarabe glucosado. Se estudió la hidrólisis enzimática de las cáscaras de plátano de seda al 30 % (p/v) a una temperatura constante de 50 °C. Las variables independientes para controlar fueron la Concentración de la enzima Celulasa fúngica (0,5 %, 1 % y 1,5 % p/v) y el Tiempo de hidrolisis (18, 24 y 30 horas). Las variables dependientes fueron el porcentaje de Azúcar Reductor y el porcentaje de Equivalente de Dextrosa (D.E.) de las muestras hidrolizadas enzimáticamente. El diseño experimental fue completamente al azar con modelo factorial 32. Se obtuvo jarabes glucosados a partir de cáscaras de plátano de seda por la hidrólisis enzimática de la Celulasa fúngica. Los mayores porcentajes de Azúcar Reductor y de Equivalente de Dextrosa se presentaron en la Concentración de Celulasa al 1,5 % (p/v) durante un Tiempo de hidrolisis de 30 horas con valores promedio de 15,5 % de porcentaje de Azúcar Reductor y de 30,9 % de porcentaje de Equivalente de Dextrosa. En la hidrólisis enzimática con Celulasa fúngica al 1,5 % (p/v) y 30 horas se obtuvo un producto de mayor valor agregado, se definieron las condiciones de operación y las etapas del proceso que deberían ser adaptadas para la producción de jarabe glucosado a partir de cáscaras de plátano (Musa paradisiaca). The objective was to determine the effect of the application of the fungal cellulase enzyme on the silk banana peels (Musa paradisiaca) to obtain glucosed syrup. The enzymatic hydrolysis of banana shells at 30% (w / v) was studied at a constant temperature of 50 ° C. The independent variables to be controlled were the concentration of the fungal cellulase enzyme (0.5%, 1% and 1.5% w / v) and the hydrolysis time (18, 24 and 30 hours). The dependent variables were the percentage of Reducer Sugar and the percentage of Dextrose Equivalent (D.E.) of the enzymatically hydrolysed samples. The experimental design was completely randomized with factorial model 32. Glucosed syrups were obtained from silk plantain hulls by the enzymatic hydrolysis of the fungal cellulase. The highest percentages of Reducer Sugar and Dextrose Equivalent were presented in the Cellulase Concentration at 1.5% (w / v) during a hydrolysis time of 30 hours with average values ​​of 15.5% of reducing sugar percentage and 30.9% of percentage of Dextrose Equivalent. In the enzymatic hydrolysis with fungal cellulase at 1.5% (w / v) and 30 hours a higher value-added product was obtained, the operating conditions and the process steps were defined that should be adapted for the production of glucosed syrup from of banana peels (Musa paradisiaca).

En este trabajo de tesis se han explorado dos metodologías en la búsqueda de la obtención de nanopartículas de boratos de zinc. Estas metodologías fueron planteadas para lograr sintetizar fases de boratos de zinc en distintos rangos de temperaturas, lo que brinda grandes posibilidades en el desarrollo de aplicaciones tecnológicas. Empleando la síntesis por combustión de gel asistida se pretendió sintetizar boratos de zinc a temperatura mayores a 250 C, para los cuales se esperaba obtener nanopartículas que fueran importantes en el desarrollo de nuevos aditivos de materiales que se preparan a altas temperaturas, por ejemplo, plásticos. A partir de las síntesis asistidas por micelas reversas, se pretendió obtener boratos de zinc a baja temperatura, por ejemplo, los aminoboratos de zinc [Zn(NH3)3B4O5(OH)4]H2O (ZB1) y Zn3(H2B3O7)22NH34H2O (ZB2), reportados previamente durante mi trabajo de Licenciatura en Química. Mediante la metodología de combustión de gel asistida se logró sintetizar la fase ZnB4O7. Los resultados presentados para estas síntesis son contundentes respecto a los procesos químicos que tienen lugar en el sistema estudiado. El medio reductor ofrecido por la alta concentración de amonio da lugar a la formación de carbono amorfo que permanece como principal impureza en las muestras obtenidas, no siendo posible la obtención de nanopartículas de boratos de zinc. La obtención de ZB2 por métodos de baja temperatura fue posible a partir de un sistema coloidal mantenido por agitación formado por agua, CTAB, hexano y diferentes alcoholes como cosurfactantes. Para estos sistemas se obtuvo la fase cristalina ZB2 con tamaños entre 100 y 1000 nm, reportándose tamaños menores a 150 nm cuando se empleó isopropanol como cosurfactante. También se sintetizó la fase ZB2 en un medio de micelas reversas. Este último es uno de los logros más importantes de este trabajo, ya que se consiguió estabilizar un sistema de micelas reversas y obtener un producto con un tamaño de partícula menor a 150 nm. Este trabajo es un aporte importante en la química básica de estos sistemas, abriendo puertas a futuros estudios de síntesis en sistemas de micelas reversas. La metodología utilizada para determinar las condiciones de formación de micelas reversas es extrapolable a cualquier sistema de obtención de compuestos químicos a partir de una solución acuosa con parámetros de concentración y fuera iónica adecuados. Los estudios microbiológicos realizados sobre la fase ZB2 permitieron confirmar la actividad antifúngica y antibacteriana presentada por este compuesto y su dependencia con el tamaño de partícula

Pythium oligandrum is one of the non-pathogenic microorganisms of Pythium species which found its use as biological control agent. The main modes of action of this oomycete lie in inducing the plant immunity and in mycoparasitism of pathogenic fungi and fungus-like organisms. The oomycete attacks the pathogens by secretion of hydrolytic enzymes into the environment. In the first part of this bachelor's thesis, activity of hydrolytic enzymes endo-1,3-β-glucanase, cellulase, chitinase and proteases was observed in a commercial product based on Pythium oligandrum, called Polyversum-Biogarden. It was conclu- ded that the direct hydrolysis of phytopathogens is probably not the main mechanism of this product because the activity of glycosidases increased only after six hour-long incubation of the Polyversum-Biogarden in water and the proteolytic activity was not detected. In the second part of the bachelor's thesis, properties of proteases secreted by orga- nism Pythium oligandrum were studied. The highest proteolytic activity was observed at pH 6,5. Ovomucoid acted as an inhibitor of secreted proteases. The stability of pro- teases was lowered by SDS, detergents present in liquid soaps and by a solution of a solid soap or NaOH. Only the highest concentrations of urea lowered the activity of proteases....

[Resumen]: La pared celular vegetal es una estructura compleja que participa en muchas funciones esenciales para las plantas. Una de ellas es el control del crecimiento celular por parte de la pared primaria. Las enzimas endo-1,4-β-glucanasas actúan sobre diversos polisacáridos de pared y existen evidencias de que podrían ser importantes para el crecimiento vegetal. En este estudio se caracterizaron siete endoglucanasas de Arabidopsis thaliana (GH9B1, GH9B2, GH9B7, GH9B8, GH9B13, GH9C2 y GH9C3), escogidas por presentar una alta coexpresión con celulasas de la pared primaria. La expresión del gen reportero GUS unido a sus promotores se asoció a tejidos en desarrollo y zonas de abscisión de órganos. La sobreexpresión de GH9B1 aceleró la floración. Para la sobreexpresión de GH9C2 no se detectó un fenotipo, y lo mismo sucedió con el mutante triple gh9b1 gh9b2 gh9b13. Otro mutante triple, gh9b7 gh9b8 gh9c2, produjo plantas un poco más pequeñas, fenotipo que se exageró en el mutante cuádruple gh9b7 gh9b8 gh9c2 gh9c3. Estos resultados indican que algunas de las endoglucanasas estudiadas podrían tener un papel importante en el desarrollo y que es posible que exista redundancia genética entre GH9C3 y una o varias de las otras enzimas analizadas en el mutante cuádruple. [Resumo]: A parede celular vexetal é unha estrutura complexa que participa en moitas funcións esenciais para as plantas. Unha delas é o control do crecemento celular pola parede primaria. As enzimas endo-1,4-beta-glucanasas actúan sobre diversos polisacáridos de parede, e existen evidencias de que poderían ser importantes para o crecemento vexetal. Neste estudo caracterizáronse sete endoglucanasas de Arabidopsis thaliana (GH9B1, GH9B2, GH9B7, GH9B8, GH9B13, GH9C2 y GH9C3), escollidas por presentar unha alta coexpresión con celulosa sintasas da parede primaria. A expresión do xene reporteiro GUS unido aos seus promotores asociouse con tecidos en desenvolvemento e zonas de abscisión. A sobreexpresión de GH9B1 acelerou a floración. Para a sobreexpresión de GH9C2 non se detectou ningún fenotipo, de igual forma que no mutante triplo gh9b1 gh9b2 gh9b13. Outro mutante triplo, gh9b7 gh9b8 gh9c2, produzo plantas un pouco máis pequenas, fenotipo que se esaxerou no mutante cuádruplo gh9b7 gh9b8 gh9c2 gh9c3. Estes resultados indican que varias das endoglucanasas estudiadas poderían xogar roles importantes no desenvolvemento de Arabidopsis, e que é probable que exista redundancia xénica entre GH9C3 e algunha ou varias das outras enzimas analizadas no mutante cuádruplo. [Abstract]: The plant cell wall is a very complex structure that takes part in many essential functions for plants. One of them is the regulation of primary growth. The endo-1,4-β-glucanases have activity against a variety of wall polysaccharides and there is evidence of their importance for plant growth. In this study, seven endoglucanases from Arabidopsis thaliana (GH9B1, GH9B2, GH9B7, GH9B8, GH9B13, GH9C2 y GH9C3), chosen because of their high levels of co-expression with cellulose synthases of the primary wall, were characterized. Expression of the reporter gene GUS coupled to their promoters was associated with young, developing tissues and with abscission zones. GH9B1 overexpression accelerated flowering. No phenotype was observed for GH9C2 overexpression nor in the triple mutant gh9b1 gh9b2 gh9b13. Another triple mutant, gh9b7 gh9b8 gh9c2, produced slightly smaller plants, and this phenotype was augmented in the quadruple mutant gh9b7 gh9b8 gh9c2 gh9c3. These results show that some of the studied endoglucanases may play an important role in the development of Arabidopsis, and it is likely that genetic redundancy exists between GH9C3 and one or several of the other enzymes analyzed in the quadruple mutant. Traballo fin de mestrado (UDC.CIE). Biotecnoloxía avanzada. Curso 2018/2019

Objetivo: Determinar el efecto de la aplicación de la enzima Celulasa fúngica en las cáscaras de piña (Ananas comosus) de la variedad Golden para la obtención de jarabe glucosado. Método: Se estudió la hidrólisis enzimática de las cáscaras de piña al 30% (p/v) a una temperatura constante de 50°C. Las variables independientes a controlar fueron la Concentración de la enzima Celulasa fúngica (0,5%, 1% y 1,5% p/v) y el Tiempo de hidrolisis (18, 24 y 30 horas). Las variables dependientes fueron el porcentaje de Azúcar Reductor y el porcentaje de Equivalente de Dextrosa (D.E.) de las muestras hidrolizadas enzimáticamente. El diseño experimental fue completamente al azar con modelo factorial 32. Resultado: Se obtuvo jarabes glucosados a partir de cáscaras de piña (Ananas comosus) de la variedad Golden por la hidrólisis enzimática de la Celulasa fúngica. Los mayores porcentajes de Azúcar Reductor y de Equivalente de Dextrosa se presentaron en la Concentración de Celulasa al 1.5% (p/v) durante un Tiempo de hidrolisis de 30 horas con valores promedio de 14.5% de porcentaje de Azúcar Reductor y de 31.3% de porcentaje de Equivalente de Dextrosa. Conclusiones: En la hídrólisis enzimática con Celulasa fúngica al 1.5% (p/v) y 30 horas se obtuvo un producto de mayor valor agregado, se definieron las condiciones de operación y las etapas del proceso que deberían ser adaptadas para la producción de jarabe glucosado a partir de cáscaras de piña (Ananas comosus) de la variedad Golden. Trabado de investigacion

The Brazilian savanna, known as the Cerrado, is a biome with a high degree of endemism, with the potential to house many microorganisms suitable for biotechnological exploitation, especially fungi. The Cerrado soil, which is usually acidic, is a favorable environment for the growth of fungi capable of degrading lignocellulosic materials. The aim of the present study was to isolate cellulolytic filamentous fungi native to the Cerrado. Samples of soil and leaf litter were collected in three points of Cerrado State Park, located in the South of Brazil, during the rainy season in September 2014. Samples were stored in sterile plastic bags, transported at room temperature and kept at 4 ºC for three days. Filamentous fungi were isolated by successive inoculations in PDA (maintained at 30 ºC). Cellulase activity was tested in CMC (carboxymethyl cellulose) medium and lipase activity was assessed in medium containing phenol red and tween 20 (incubated at 37 °C), and in medium supplemented with Rhodamine B (kept at 30 °C). We isolated a total of 28 strains, 25 produced cellulase, detected with lugol in strains grown in CMC medium. The isolates were identified morphologically (color, form of growth) and by sequencing of the 18S rRNA region, with both techniques producing congruent results. One strain of Colletotrichum boninense and one strain of Trichoderma sp., both isolated from soil samples, presented the highest cellulolytic activity. All strains exhibited lipolytic activity, with enzyme production and activity influenced by temperature. The present study revealed new strains of known filamentous fungi that can be applied in biomass degradation. These strains are suitable for optimization of culture conditions, which could lead to the economic feasibility of the process. Rev. Biol. Trop. 66(1): 237-245. Epub 2018 March 01. Resumen La sabana brasileña conocida como Cerrado, es un bioma con alto grado de endemismo con el potencial de albergar muchos microorganismos de alto interés biotecnológico. Los hongos producen muchas enzimas que se aplican ampliamente en procesos industriales. El suelo del Cerrado, que suele ser ácido, es un ambiente favorable para el crecimiento de hongos capaces de degradar materiales lignocelulósicos. El objetivo del presente estudio fue aislar los hongos celulolíticos filamentosos nativos del Cerrado. Muestras de suelo y de hojarasca fueron recolectadas en el Parque Estatal del Cerrado, ubicado en el sur de Brasil. De 28 cepas aisladas, 25 produjeron celulasa que fue detectada con lugol. Las cepas fueron cultivadas en medio CMC (carboximetilcelulosa). Los aislados fueron identificados morfológicamente (color, forma de crecimiento) y por secuenciación de la región 18S rRNA, produciendo resultados congruentes. Una cepa de Colletotrichum boninense y una cepa de Trichoderma sp., ambas aisladas de muestras de suelo, presentaron la mayor actividad celulolítica. Todas las cepas mostraron actividad lipolítica, la producción y la actividad se vieron influidos por la temperatura. El presente estudio revela nuevas cepas de hongos filamentosos conocidos con potencial de aplicación en la degradación de la biomasa, sin embargo, la optimización de las condiciones de cultivo es necesaria para lograr la viabilidad económica.

Un protoplasto vegetal es una célula que carece de pared celular, se encuentra rodeada por su membrana plasmática y es potencialmente capaz de regenerar la pared celular, crecer y dividirse. El objetivo del trabajo fue evaluar diferentes concentraciones de enzimas comerciales y tiempos de acción en el aislamiento de protoplastos de Dioscorea alata cultivar “Pico de Botella”. Los protoplastos fueron aislados del mesófilo de vitroplantas combinando concentraciones de las enzimas Celulasa Onozuka R10® (0,0 a 1,5% p/v) y Macerozima R10® (0,0 a 0,5% p/v), a tiempos de acción de 6 a 18h y pH de 5,6; exponiendo aproximadamente 0,015g de hoja en medio de aislamiento de protoplastos de ñame a 27±2 °C, 40 rpm, seguido de lavado en medio de aislamiento sin enzimas, purificación en sacarosa al 24%, resuspensión en medio de cultivo de protoplastos de ñame y conteo en cámara de Neubauer. La mayor cantidad de protoplastos se obtuvo con Celulasa al 1% y Macerozima al 0,5% en 18h de acción, con un promedio de 18,6 x106 protoplastos g-1 de tejido fresco. Los análisis de regresión (R2 = 0,84) de los datos obtenidos arrojaron, que las condiciones óptimas para obtener la mayor cantidad de protoplastos aislados corresponden a una combinación de 0,96% de Celulasa y 0,36% de Macerozima, a 13,99 h de acción, estimando un valor de 15,3x106 protoplastos g-1 de tejido. El método enzimático permite aislar protoplastos de ñame, recomendándose evaluar su viabilidad para regeneración su pared celular, crecer, dividirse y formar microcolonias y microcallos. Palabras clave: ñame, celulasa, macerozima, protoplasto.

En este artículo describimos un nuevo método enzimático para consolidar la celulosa del papel. Este método consiste en la síntesis de la celulosa con una enzima hidrolítica: la celulasa. Ésta actúa como una sintetasa, consolidando el papel cuando es mezclada en una solución orgánica de solvente/tampón (4:1) en presencia de un sustrato (β-cellobiosyl fluoride). Para mejorar el tratamiento añadimos un gel de agar-agar con todos los reactivos necesarios. Para observar el estado de las fibras antes y después del tratamiento, realizamos test mecánicos y fotografías de microscopía electrónica de barrido. Se observó que el proceso de consolidación casi consigue recuperar el estado físico inicial de las fibras así como su resistencia al desgarre y alargamiento.

Para pitaya amarilla (Acanthocereus pitajaya) se ha encontrado que el ablandamiento excesivo de la cáscara contribuye al deterioro del fruto, al aplicar diferentes técnicas de conservación en fresco. Dado que tanto la celulasa como la xilanasa se han vinculado con el ablandamiento de la cáscara de frutos, este trabajo se basó en la búsqueda de las mejores condiciones de extracción y medida de actividad de celulasa y xilanasa. El mejor sistema de extracción fue buffer fosfato 20 mM, NaCl 0,5 M, pH 7,0. Para la medida de actividad de celulasa es necesario incubar durante 60 min a 37 ºC, con un volumen de extracto enzimático crudo de 30 µL, empleando buffer acetato 100 mM a pH 5,0; los valores de constante aparente de Michaelis Menten (KM aparente) y velocidad máxima (VMÁX) fueron 0,279 mg/mL y 0,00014 nmol glucosa/min, respectivamente. Para determinar la actividad de xilanasa se establecieron 15 min de tiempo de incuba-ción, a 50 ºC, empleando 30 µL de extracto enzimático crudo a pH 4,0 (buffer acetato 100 mM); los valores de KM aparente y VMÁX para xilanasa fueron 0,073 mg/mL y 0,0011 nmol glucosa/min, respectivamente.

RESUMEN : La explotación comercial del cacao, genera un volumen de residuos que puede utilizarse para la obtención de compuestos antioxidantes, entre otros usos. La cascarilla de cacao (tegu-mento), contiene un 23,3±0,4 mg GAE g-1, bajo la metodología estándar de extracción de polifenoles totales. Éste residuo fue seleccionado para desarrollar un protocolo de extracción asistido por enzimas, donde se evaluó celulasa, pectinasa y una mezcla de ambas enzimas en diferentes concentraciones (25-75 U mL-1). Otras variables como concentración de sustrato, pH y tiempo de reacción fueron evaluadas, mediante un diseño central compuesto. La celulasa en una concentración de 75 U mL-1, un pH de 6,6; una concentración de cascarilla de 185 g L-1 y un tiempo de reacción de 100 min, fueron las condiciones óptimas para obtener un extracto rico en polifenoles totales de 1,88 mg GAE mL-1, el cual fue validado posteriormente, obteniéndose una concentración de 1,527±0,013 mg GAE mL-1. ABSTRACT : Commercial exploitation of cocoa generates a volume of waste material that can be used to obtain antioxidant compounds, among others; Cocoa husk (tegument) contains 23.3±0.4 mg GAE g-1 under the standard methodology of total polyphenol extraction. This residue was selected to develop an extraction protocol assisted by enzymes, where cellulase, pectinase, and a mixture of both enzymes at different concentrations (25-75 U mL-1) were evaluated. Other variables such as substrate concentration, pH and reaction time were assessed by using a central composite design. The cellulase in a concentration of 75 U mL-1, pH 6.6, a husk concentration of 185 g L-1 and a reaction time of 100 min, were the optimal conditions to obtain an extract rich in polyphenols of 1.88 mg GAE mL-1, which was subsequently validated giving a concentration of 1.527±0.013 mg GAE mL-1. COL0066991

La disposición indiscriminada de residuos sólidos urbanos continúa generando problemas ambientales en varios países. El objetivo de esta investigación fue desarrollar un inóculo de hongos celulolíticos y evaluar su efectividad en el compostaje de residuos orgánicos. El estudio incluyó muestras de suelo de bosques y de fincas productoras de cereales y de composteras. De cada muestra, se prepararon diluciones hasta 10-4. De cada dilución, se inocularon tubos que contenían medio mineral líquido y una tira de papel filtro. De las tiras de papel que indicaron presencia de microorganismos, se realizaron subcultivos, primero en medio papa dextrosa agar y, luego, en medio sólido mineral, con celulosa, como fuente de C. Los aislamientos obtenidos fueron evaluados por su capacidad celulolítica y los que mostraron mayor capacidad probados por su compatibilidad para crecimiento. Del total de 39 aislamientos, 32, se identificaron como Penicillium sp.; tres, como Trichoderma sp.; uno, como Mucor sp.; uno, como Chaetomium sp.; uno, como Verticillium sp. y, uno, como Trichurus sp. Los aislamientos difirieron en su capacidad celulolítica, 10 aislamientos no mostraron halo de hidrólisis y, en los 29 restantes, la amplitud del halo varió entre 0,10 y 0,7cm. Con base en la capacidad celulolítica y compatibilidad el inóculo fue conformado con los aislamientos 21 (Trichoderma sp.) y 62 y 66 (Penicillium sp.). La inoculación con los hongos celulolíticos seleccionados o con los microorganismos de los productos comerciales EM® y Agroplux® no produjo efectos en el proceso de compostaje, que se diferencien significativamente de los producidos naturalmente por los microorganismos nativos. The indiscriminate disposal of urban solid waste continues generating environmental problems in various countries. The objective of this research was to develop a fungal cellulolytic inoculum and evaluate its effectiveness in the composting of organic solid residues. The study included soil samples from native forests and cereal producing farms and of compost piles. From each sample a serial dilution until 10-4 was prepared. From each dilution test tubes containing liquid mineral medium and a strip of filter paper were inoculated. From the filter paper strips which showed zones of degradation the microorganisms were streaked, first on potato dextrose agar medium and then on mineral agar medium, supplemented with cellulose as a source of C. The isolates obtained were evaluated for their cellulolytic capacity and those which showed greater capacity were tested for their compatibility for growth. Of the total of 39 isolates, 32 were identified as Penicillium sp., 3 as Trichoderma sp., 1 as Mucor sp., 1 as Chaetomium sp., 1 as Verticillium sp., and 1 as Trichurus sp. The isolates differed in their cellulolytic capacity, 10 did not show a halo of hydrolysis and in the other 29 the amplitude of the halo varied between 0,1 and 0,7cm. Based on the cellulolytic capacity and compatibility the inoculum was generated with the isolates 21 (Trichoderma sp.) and 62 and 66 (Penicillium sp.). The inoculation with the selected cellulolytic fungal isolates or with the EM® and Agroplux® microorganisms did not produce effects significantly different to those which are naturally produced by the native microorganisms in the composting process.

La disposición indiscriminada de residuos sólidos urbanos continúa generando problemas ambientales en varios países. El objetivo de esta investigación fue desarrollar un inóculo de hongos celulolíticos y evaluar su efectividad en el com- íticos y evaluar su efectividad en el com- ticos y evaluar su efectividad en el compostaje de residuos orgánicos. El estudio incluyó muestras de suelo de bosques y de fincas productoras de cereales y de composteras. De cada muestra, se prepararon diluciones hasta 10-4. De cada dilución, se inocularon tubos que contenían medio mineral líquido y una tira de papel filtro. De las tiras de papel que indicaron presencia de microorganismos, se realizaron subcultivos, primero en medio papa dextrosa agar y, luego, en medio sólido mineral, con celulosa, como fuente de C. Los aislamientos obtenidos fueron evaluados por su capacidad celulolítica y los que mostraron mayor capacidad probados por su compatibilidad para crecimiento. Del total de 39 aislamientos, 32, se identificaron como Penicillium sp.; tres, como Trichoderma sp.; uno, como Mucor sp.; uno, como Chaetomium sp.; uno, como Verticillium sp. y, uno, como Trichurus sp. Los aislamientos difirieron en su capacidad celulolítica, 10 aislamientos no mostraron halo de hidrólisis y, en los 29 restantes, la amplitud del halo varió entre 0,10 y 0,7cm. Con base en la capacidad celulolítica y compatibilidad el inóculo fue conformado con los aislamientos 21 (Trichoderma sp.) y 62 y 66 (Penicillium sp.). La inoculación con los hongos celulolíticos seleccionados o con los microorganismos de los productos comerciales EM® y Agroplux® no produjo efectos en el proceso de compostaje, que se diferencien significativamente de los producidos naturalmente por los microorganismos nativos. The indiscriminate disposal of urban solid waste continues generating environmental problems in various countries. The objective of this research was to develop a fungal cellulolytic inoculum and evaluate its effectiveness in the composting of organic solid residues. The study included soil samples from native forests and cereal producing farms and of compost piles. From each sample a serial dilution until 10-4 was pre-pared. From each dilution test tubes containing liquid min-eral medium and a strip of filter paper were inoculated. From the filter paper strips which showed zones of degradation the microorganisms were streaked, first on potato dextrose agar medium and then on mineral agar medium, supplemented with cellulose as a source of C. The isolates obtained were evaluated for their cellulolytic capacity and those which showed greater capacity were tested for their compatibility for growth. Of the total of 39 isolates, 32 were identified as Penicillium sp., 3 as Trichoderma sp., 1 as Mucor sp., 1 as Chaetomium sp., 1 as Verticillium sp., and 1 as Trichurussp. The isolates differed in their cellulolytic capacity, 10 did not show a halo of hydrolysis and in the other 29 the ampli-tude of the halo varied between 0,1 and 0,7cm. Based on the cellulolytic capacity and compatibility the inoculum was generated with the isolates 21 (Trichoderma sp.) and 62 and 66 (Penicillium sp.). The inoculation with the selected cel-lulolytic fungal isolates or with the EM® and Agroplux®mi-croorganisms did not produce effects significantly different to those which are naturally produced by the native microor-ganisms in the composting process. Incluye referencias bibliográficas

Los procesos productivos emplea¬dos actualmente para la obtención de aceites vegetales implican fuertes agresiones al medio ambiente, fundamentalmente dadas por la emisión de solventes orgánicos a la atmósfera, siendo el más empleado en esta industria el hexano, reconocido contaminante atmosférico. El objetivo de este artículo es analizar la alternativa que brinda la tecnología de Extracción Acuosa del Aceite Asistida por Enzimas como una posible solución al problema medioambiental descrito. Para dar cumplimento a este propósito, se caracterizan de forma general los aceites vegetales desde el punto de vista químico y nutricional, así como la industria productora, las materias primas empleadas, las tendencias de mercado y el problema medioambiental que significa. Así mismo, se describe el método de extracción enzimática desde las experiencias que existen a escala de laboratorio, las materias primas fundamentales, las variables del proceso identificadas y los resultados de calidad obtenidos, así como también las ventajas y desventajas que este entraña. El análisis realizado permite concluir que el proceso es tecnológicamente viable, aun cuando implica un camino por recorrer en la búsqueda de rentabilidad.

Instituto de Investigaciones Agropecuarias y Forestales. Instituto de Investigaciones sobre los Recursos Naturales. Instituto de Investigaciones Químico Biológicas. Facultad de Biología. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Facultad de Químico Farmacobiología. Programa Institucional de Doctorado en Ciencias Biológicas Actualmente, las xilanasas se utilizan ampliamente en diversos sectores industriales. Sin embargo, el costo de las enzimas es un factor limitante para dar paso a su uso extensivo. Los hongos son organismos reconocidos por su gran capacidad de síntesis y secreción de enzimas con alta actividad. Una gran diversidad de especies fúngicas permanence sin identificar y estudiar. El objetivo de esta investigación fue estudiar un hongo aislado a partir de una colección obtenida de distintos ecosistemas que posea un complejo xilanolítico extracelular con potencial biotecnológico. El escrutinio se realizó a partir de ciento tres aislados fúngicos de ecosistemas frutícolas, hortícolas y forestales de distintas regiones de México. Un aislado fúngico, obtenido de cultivos de frijol de Zacatecas e identificado molecularmente como Fusarium solani, fue seleccionado por su actividad celulolítica ausente y por su capacidad para producir xilanasas en medio sólido y en cultivo líquido. La producción de holocelulasas (xilanasas, β-xilosidasas y celuloasas) por F. solani se optimizó mediante un diseño central compuesto y se comparó con Aspergillus sp. Las variables estudiadas fueron la concentración de tres fuentes de carbono (xilana de madera de haya, restrojo de maíz y olote de maíz), la concentración de tres fuentes de nitrógeno (extracto de levadura, sulfato de amonio y urea) y el tiempo de fermentación. F. solani produce actividad xilanolítica significativa en las tres fuentes de carbono con medios de cultivo semisólidos. En contraste, celulasas y β-xilosidasas no tuvieron un patrón de producción definido. Después de la optimización, F. solani produjo actividad xilanolítica significativa cuando xilana de madera de haya se utilizó como fuente de carbono, pero en rastrojo de maíz y olote de maíz fue deficiente. En las condiciones de cultivo óptimas, F. solani produce niveles bajos de β-xilosidasas y celulasas con las tres fuentes de carbono. Currently, xylanases are widely used in diverse industrial fields. However, the cost of enzymes is a limiting factor for their extensive use. Fungi are recognized for their great capacity of synthesis and secretion of enzyme with high activity. A wide variety of fungal species are unidentified and no studied. The objective of this research was to study a fungus isolated from a collection obtained from different ecosystems that possesses an extracellular xylanolytic complex with biotechnological potential. The screening was performed from one hundred and three fungal isolates of orchard, horticultural and forestry ecosystems from different regions of Mexico. A fungal isolate obtained from Zacatecas bean crops and molecularly identified as Fusarium solani, was selected for its ability to produce xylanase on solid medium and in liquid culture, and for cellulolytic activity absent. Holocellulases production (xylanases, β-xylosidases and cellulases) by F. solani was optimized through a central composite design and compared with Aspergillus sp. The variables studied were the concentration of three carbon sources (beechwood xylan, corn stover and corn cob), concentration of three nitrogen sources (yeast extract, ammonium sulfate and urea) and fermentation time. F. solani produces significant xylanolytic activity in the three carbon sources with semisolid culture media. In contrast, cellulases and β-xylosidases did not have a defined pattern of production. After optimization, F. solani produced a significant xylanolytic activity when beechwood xylan was used as carbon source, but with corn stover and corn cob, it was deficient. In optimal culture conditions, F. solani produces low levels of β-xylosidases and cellulases with the three carbon sources.

Universidad Nacional Agraria La Molina. Escuela de Posgrado. Doctorado en Ciencia Animal Se evaluó la composición química y digestibilidad in vitro de la panca de maíz (PM), broza de espárrago (BE) y cáscara de maní (CM) mediante la aplicación de celulasas (EC 3.2.1.4) o xilanasas (EC 3.2.1.8) en niveles de 0 (control), 2000, 4000 y 8000 UI/kg MS (kilogramos de materia seca), utilizando líquido ruminal durante las 48 h de incubación. La PM mostró mayor contenido de hemicelulosa (33,7%), la BE reportó mayor cantidad de proteína cruda (PC) (10,5%) y una mayor proporción de lignina detergente acida (LDA) en CM (33,5%). Al aplicar celulasas a la PM, la digestibilidad in vitro de la materia seca (DIVMS) y la digestibilidad in vitro de fibra detergente neutra (DIVFDN) fueron mayores (p

El principal impedimento tecnológico para aumentar el uso de biomasa lignocelulósica en la producción de combustibles y químicos, es la falta de tecnologías de bajo costo y ambientalmente amigables que permitan superar las cualidades recalcitrantes de este material. Por esta razón, en este trabajo se evaluó la degradación de residuos de crisantemo empleando los extractos enzimáticos obtenidos a partir de microorganismos expresando las enzimas lacasa (Lac), endoglucanasa (EG), celobiohidrolasa (CBH) y p-glucosidasa (BG). Se construyeron vectores de expresión que contenían individualmente los genes BG de Pleurotus ostreatus y para las enzimas EG y CBH de Trichoderma reesei. Se obtuvieron clones de Saccharomyces cerevisiae CMDM-PUJ y Wickerhamomyces anomalus 54A, los cuales se evaluaron a escala de 55 ml_ y posteriormente a escala de bioreactor. Con estos extractos se realizó la degradación de residuos de crisantemo, empleando los resultados de peso seco y concentración de azucares reductores como variables respuesta. La glucosa obtenida a partir de estos ensayos se utilizó para la producción de etanol. Se lograron expresar las enzimas CBH y BG en W. anomalus y S. cerevisiae, respectivamente. Los extractos enzimáticos obtenidos a partir de estos clones se utilizaron para enriquecer el extracto enzimàtico de Penicillium sp. El uso del extracto enzimàtico enriquecido en combinación con el extracto de Lac recombinante permitió la degradación parcial del residuo de crisantemo, logrando una reducción de peso seco cercana al 10% y una concentración de azucares reductores de hasta 2 g/L. Sin embargo, la concentración de glucosa generada tras el proceso de degradación no fue la suficiente como para generar una cantidad importante de etanol en la fermentación utilizando las cepas nativas y recombinante de S. cerevisiae y W. anomalus. The main technological impediment to increasing the use of lignocellulosic biomass for production of fuels and chemicals is the lack of both, low-cost and environmentally friendly technologies to overcome the recalcitrant material quality. In this paper, chrysanthemum residues degradation was evaluated using enzymatic extracts obtained from microorganisms expressing the enzymes laccase (Lac), endoglucanase (EG), cellobiohydrolase (CBH) and ß-glucosidase (BG). Individual expression vectors containing the genes BG from Pleurotus ostreatus and the EG and CBH enzymes from Trichoderma reesei were constructed. Saccharomyces cerevisiae CMDM-PUJ and Wickerhamomyces anomalus 54A clones were obtained and evaluated on 55 mL and bioreactor scales. We performed degradation of chrysanthemum residues utilizing the obtained extracts, and using dry-weight and concentration of reducing sugars as response variables. The glucose obtained from these tests was used for ethanol production. We managed to express BG and CBH enzymes in W. anomalus and S. cerevisiae respectively. The enzymatic extracts obtained from these clones were used to enrich the enzymatic extract obtained from Penicillium sp. The combination of the enriched enzymatic extract with recombinant Lac extract allowed the partial degradation chrysanthemum residues, achieving a reduction of dry weight of approximately 10% and the liberation of reducing sugars up to 2 g/L. However, the concentration of glucose generated after the process of degradation was not enough to generate a significant amount of ethanol in the fermentation using the native and recombinant strains of S. cerevisiae and W. anomalus. Magíster en Ciencias Biológicas Maestría

Los bezoares son recolecciones de material ingeridos que se acumulan con el tiempo en el estómago o intestino delgado. Son cuerpos extraños poco comunes compuestos por pelo, fibras vegetales, determinados minerales, goma laca, e incluso, conglomerados de leche o algunos medicamentos. Se actualiza su clasificación, así como su importancia clínica. Se hace énfasis en la patogenia, diagnóstico clínico, radiológico y endoscópico y en los métodos de tratamientos.Bezoars are collections of ingested materials that are accumulated into the stomach or the small intestine as time goes by. They are unusual foreign bodies composed by hair, vegetable fibers, some minerals, rubber, and even milk or some drug conglomerates. This paper presents an updating of their classification and clinical importance. Emphasis is made on the pathogenesis, the clinical, radiological and endoscopic diagnosis, and the treatment methods.

La interacción macroinvertebrados-microorganismos-biomasa vegetal es un eje fundamental en el ciclaje del carbono. En algunos agroecosistemasresultan abundantesresiduos de cosecha que frecuentemente son incinerados, como sucede en la caña de azúcar en Colombia. Se estudió la transformación de residuos de cosecha a través de la interacción entre ensamblajes de poblaciones de larvas de escarabajos y poblaciones de microorganismospropiciadas por los mencionados macroinvertebrados, considerando la cantidad consumida y evaluando la actividad de β-glucosidasa resultante en el suelo. De ésta, se registraron diferencias significativas en los tratamientos aplicados, evidenciándose que son precisamentedos especies selectas de Oryctini(Coleoptera: Scarabaeoidea), históricamente catalogados como plagas, las que a través de su interacción sinérgica con la microbiota edáfica, propician altos niveles de actividad de ß-glucosidasa. Los resultados indican que el escarabajo rinoceronte, Podischnusagenor Oliver, además de ser el mayor consumidor de residuos de cosecha, aporta positivamente al cultivo de la caña de azúcar, toda vez que no se le restrinja el acceso a material que satisfaga sus requerimientos alimentarios. El escarabajo torito, StrategusaloeusLinné, en asocio con P. agenor presentó un comportamiento similar. In soils, the macro invertebrate-microorganism-biomass interaction is a fundamental axis for carbon cycling. Sugarcane is a major biomass-producing, abundant crop residues are left on the field. These crop residues are frequently burned before harvesting in Colombia. This work studied the sugar cane residues transformation by scarab larvae and microorganisms interactions, taking account of the β-glucosidase activity. The crop residues consumption by population assemblages of three Dynastinae scarab species was evaluated. Significative differences in β-glucosidase activity were found betweenthe population assemblages and respecting the control treatment. It was shown that precisely two Oryctini (Coleoptera: Scarabaeoidea) species, historically regarded as pests, are the ones whichthrough their synergic interaction with the edaphic microbiota, led to high ß-glucosidaselevels in soils. Results indicate that the rhinoceros beetle Podischnusagenor Oliver is the major litter consumer and positively contributes to sugar cane crops, as far as its feeding requirements are not restricted by pre-harvest burning.StrategusaloeusLinné, in association with P. agenor displayed a similar behaving. A interação macroinvertebrados-microorganismos-biomassa vegetal é um eixo fundamental na ciclagem do carbono. Em alguns agroecosistemas se geram abundantes resíduos de colheita, que freqüentemente são incinerados, como é o caso da cana de açúcar na Colômbia. Examinou-se a transformação dos resíduos de colheita mediante a interação entre ensambladuras de poblações de larvas de besouros e poblações de microorganismos, as quais são propiciadas pelos citados macroinvertebrados, para considerar a quantidade consumida e avaliar a atividade da β-glucosidase que fica no solo. Registraram-se diferenças significativas da atividade da β-glucosidase nos tratamentos aplicados. Evidenciou-se que precisamente são duas espécies seitas de Oryctini (Coleoptera: Scarabaeoidea), historicamente catalogadas como plagas, as quais propiciam altos níveis da atividade da ß-glucosidase mediante sua interação sinérgica com a microbiota edáfica. Os resultados indicam que o besouro rinoceronte, Podischnusagenor Oliver, além de ser o maior consumidor dos resíduos de colheita, tem faces positivas no cultivo da cana de açúcar, toda vez que não se limiteseuaceso ao material que satisfaça seus requerimentos alimentícios.StrategusaloeusLinné em asociação com P. Agenor presenteou um comportamento similar.

"En cualquier sistema de producción pecuaria bajo condiciones de estabulación, la alimentación de los animales representa del 70 al 80% de los costos totales de producción. Por lo tanto se ha hecho imperante contar con ingredientes alternativos que permitan abaratar los costos de producción y nuevas tecnologías que puedan ser implementadas para el mismo objetivo. Con respecto a lo anterior existen otros ingredientes que ya forman parte de la alimentación de rumiantes pero que sin embargo la mayoría de ellos necesita mejorar su valor nutricional, ayudados por nuevas tecnologías como por ejemplo el uso de enzimas. En atención a lo anterior en el presente trabajo se utilizaron 15 borregas de raza criolla, con el objetivo de evaluar la inclusión de una enzima celulasa comercial (EC) (SIGMA®) y un extracto enzimático de celulasa (EU) producida en las instalaciones de la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro (UAAAN) aplicadas al nopal (Opuntia ficus indica), que formaba parte de la dieta de los ovinos en un nivel de inclusión de 13%, se estudiaron tres tratamientos, el tratamiento 1 (T1) fue el tratamiento testigo, el tratamiento 2 (T2) fue al que se agregó EC y el tratamiento 3 (T3) la adición de la EU. Se evalúo el comportamiento productivo en base al consumo diario de materia seca (CDMS), ganancia diaria de peso (GDP) y conversión alimenticia (CA), igualmente se evalúo la producción de AGV´s, metabolitos en suero sanguíneo y pH ruminal. El alimento se sirvió a las 9:00am y 4:00pm durante 45 días. Se asperjaba la enzima del T2 y T3 sobre el nopal 40 minutos antes y después se incluía a la dieta, el cual era adicionado de acuerdo al consumo diario de cada animal, posteriormente se agregaban el resto de los ingredientes formado una dieta integral, el rechazo se retiraba y se pesaba. Al analizar las variables CDMS, GDP, CA y metabolitos en suero sanguíneo no hubo ninguna diferencia significativa (P>0.05) entre tratamientos. En la producción de AGV´s solo se presentó diferencia significativa entre tratamientos en la producción de ácido acético, mostrando mayor producción del mismo en los tratamientos T2 y T3, no existiendo diferencia significativa entre ambos. El pH presentó diferencia significativa (P