Estudio de bacterias del género Pseudomonas en la degradación de hidrocarburos y síntesis de biosurfactantes : análisis del efecto de los polihidroxialcanoatos

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Uno de los problemas ecológicos más relevantes en la actualidad es la contaminaciónambiental. La biorremediación se ha convertido en una estrategia de gran utilidad, la cualrequiere de microorganismos capaces de sobrevivir y adaptarse a estos ambientescontaminados. Ha sido descrito, que la acumulaci...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Di Martino, Carla
Formato: Tesis Doctoral
Lenguaje:Español
Publicado: 2015
Materias:
PSEUDOMONAS
POLIHIDROXIALCANOATOS
XILENO
BIOSURFACTANTE
POLYHYDROXYALKANOATES
XYLENE
BIOSURFACTANT
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n5752_DiMartino
Aporte de:
Biblioteca Digital - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA) de Universidad de Buenos Aires
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description Uno de los problemas ecológicos más relevantes en la actualidad es la contaminaciónambiental. La biorremediación se ha convertido en una estrategia de gran utilidad, la cualrequiere de microorganismos capaces de sobrevivir y adaptarse a estos ambientescontaminados. Ha sido descrito, que la acumulación de polihidroxialcanoatos (PHA) mejorala sobrevida, competitividad y la tolerancia al estrés. Debido a esto, se analizaronmicroorganismos capaces de acumular PHA aislados de ambientes naturales: P.extremaustralis, aislada de la Antartida; y Pseudomonas sp. KA-08 y Pseudomonas sp. KB- 08, aisladas de ambientes con presencia de altas concentraciones de hidrocarburos. Pseudomonas sp. KA-08 se destacó por su capacidad de degradar hidrocarburosmonoaromáticos (BTEX), tolerar altas concentraciones de los mismos y sintetizarcompuestos tensioactivos. La búsqueda de los genes claves involucrados en la degradaciónde BTEX mostró la presencia de las vías TOL y TOD lo cual es un evento poco frecuente enel género Pseudomonas, alcanzando una alta tasa de degradación de xileno como ejemplode BTEX. Este resultado la destaca como agente degradador de dicho contaminante. Finalmente se decidió analizar la resistencia y capacidad complejante de esta cepa metalespesados como el cobre el cual puede coexistir en algunos sitios contaminados conhidrocarburos. KA-08 toleró concentraciones cercanas a 4 mM de cobre y presentó una altabiosorción que ajusta al modelo de Langmuir. Dado que la presencia de PHA favorece la adaptabilidad bacteriana al ambiente, se analizóel efecto que este polímero posee sobre diversas variables involucradas en la capacidadbiorremediadora las cepas KA-08 y Pseudomonas extremaustralis. Los resultados de estosensayos demostraron que la presencia de PHA en los inóculos de P. extremaustralisfavorece la disgregación de biofilms e incrementa la producción de agentes que disminuyenla tensión superficial (TS). En concordancia con esto, se observó que en KA-08 el PHAtambién afecta favorablemente la síntesis de compuestos que disminuyen la TS. También sedeterminó que la acumulación de PHA afecta a la adherencia bacteriana al xileno y quedicho efecto podría ser extrapolable a otras Pseudomonas. Así mismo, la acumulación delpolímero modificaría características de la superficie celular y produciría un efecto pequeñopero significativo sobre la degradación de xileno especialmente en su isómero másrecalcitrante: o- xileno. Los resultados presentados en este trabajo muestran por primera vez la implicancia de lacapacidad de acumular PHA sobre características deseables en organismosbiorremediadores y evidencian la potencialidad de Pseudomonas sp. KA-08 para serutilizada como un nuevo agente de degradación de xileno y remoción de cobre de ambientescontaminados.
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Debido a esto, se analizaronmicroorganismos capaces de acumular PHA aislados de ambientes naturales: P.extremaustralis, aislada de la Antartida; y Pseudomonas sp. KA-08 y Pseudomonas sp. KB- 08, aisladas de ambientes con presencia de altas concentraciones de hidrocarburos. Pseudomonas sp. KA-08 se destacó por su capacidad de degradar hidrocarburosmonoaromáticos (BTEX), tolerar altas concentraciones de los mismos y sintetizarcompuestos tensioactivos. La búsqueda de los genes claves involucrados en la degradaciónde BTEX mostró la presencia de las vías TOL y TOD lo cual es un evento poco frecuente enel género Pseudomonas, alcanzando una alta tasa de degradación de xileno como ejemplode BTEX. Este resultado la destaca como agente degradador de dicho contaminante. Finalmente se decidió analizar la resistencia y capacidad complejante de esta cepa metalespesados como el cobre el cual puede coexistir en algunos sitios contaminados conhidrocarburos. KA-08 toleró concentraciones cercanas a 4 mM de cobre y presentó una altabiosorción que ajusta al modelo de Langmuir. Dado que la presencia de PHA favorece la adaptabilidad bacteriana al ambiente, se analizóel efecto que este polímero posee sobre diversas variables involucradas en la capacidadbiorremediadora las cepas KA-08 y Pseudomonas extremaustralis. Los resultados de estosensayos demostraron que la presencia de PHA en los inóculos de P. extremaustralisfavorece la disgregación de biofilms e incrementa la producción de agentes que disminuyenla tensión superficial (TS). En concordancia con esto, se observó que en KA-08 el PHAtambién afecta favorablemente la síntesis de compuestos que disminuyen la TS. También sedeterminó que la acumulación de PHA afecta a la adherencia bacteriana al xileno y quedicho efecto podría ser extrapolable a otras Pseudomonas. Así mismo, la acumulación delpolímero modificaría características de la superficie celular y produciría un efecto pequeñopero significativo sobre la degradación de xileno especialmente en su isómero másrecalcitrante: o- xileno. Los resultados presentados en este trabajo muestran por primera vez la implicancia de lacapacidad de acumular PHA sobre características deseables en organismosbiorremediadores y evidencian la potencialidad de Pseudomonas sp. KA-08 para serutilizada como un nuevo agente de degradación de xileno y remoción de cobre de ambientescontaminados. One of the most important environmental problems is pollution. Bioremediation has become auseful strategy, which requires microorganisms that can survive and adapt to thesecontaminated environments. It has been reported that the accumulation ofpolyhydroxyalkanoates (PHAs) improves survival, competitiveness and stress tolerance. Because of this, microorganisms capable of accumulating PHA isolated from naturalenvironments were analyzed: P. extremaustralis, isolated from Antarctica; and Pseudomonassp. KA-08 and Pseudomonas sp. KB-08, isolated from hydrocarbon contaminatedenvironment. Pseudomonas sp. KA-08 exhibits a high ability to degrade monoaromatic hydrocarbons (BTEX), to tolerate high concentrations thereof and synthesize surfactants. Searching of keygenes involved in BTEX degradation showed the presence of both TOD and TOL pathways,which is a rare event in the genus Pseudomonas. Copper tolerance and complexing abilitywas also tested in KA-08 showing a MIC of 4 mM and high biosorption levels that fits the Langmuir model. Due to PHA promotes bacterial adaptability to the environment; the effect of this polymer wasanalyzed. Our results showed that the presence of PHA in P. extremaustralis’ inoculapromotes biofilms dispersion and increases the production of biosurfactants. In concordance,we observed that PHA synthesis also increase biosurfactant production in KA-08. It was alsodetermined that the accumulation of PHA affects bacterial adherence to xylene. This effectcould be extrapolated to other Pseudomonas. Finally, polymer accumulation induced cellsurface modifications and produced a small but significant effect on xylene degradation,especially the most recalcitrant isomer: o- xylene. The results presented in this study showed for the first time the implication of PHAaccumulation on bioremediation agents‟ desirable characteristics, and showed the potential of Pseudomonas sp. KA-08 as a new agent of xylene degradation and removal of copper fromcontaminated environments. Fil: Di Martino, Carla. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. 2015 Tesis Doctoral PDF Español info:eu-repo/semantics/openAccess https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n5752_DiMartino

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