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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autora: Vasconcellos, Suzan Pantaroto de
Título: Atividades Enzimáticas e de Biodegradação de Microrganismos do Petróleo da Bacia de Campos (Pampo Sul)
Ano: 2006
Orientadora: Profa. Dra. Anita Jocelyne Marsaioli
Coorientadora: Profa. Dra. Valéria Maia de Oliveira
Departamento: Química Orgânica
Palavras-chave: Petróleo, Biocatálise, Biotransformação, Exopolímeros
Resumo: Amostras de águas de formação de petróleo e óleos foram coletadas na Formação Pampo, situada na Bacia de Campos, através das quais, aplicando-se diferentes condições de cultivo, foram recuperadas 92 linhagens de bactérias aeróbias. Dentre os isolados, obtidos, 29 foram identificados por técnicas moleculares baseadas em DNAr 16S, observando-se a predominância de bactérias do gênero Bacillus.. De forma a constatar sobre a produção microbiana de metabólitos secundários com atividade inibitória ao desenvolvimento de outras espécies no reservatório de petróleo investigado, realizou-se análises de antibiogramas e Concentrações Inibitórias Mínimas (MIC), constatando Bacillus possuíam tal atividade. Sob condições anaeróbias foram obtidos consórcios microbianos, os quais foram caracterizados por técnicas independentes-de-cultivo, identificando-se bactérias do gênero Petrotoga como constituintes majoritários das comunidades presentes nos poços de petróleo amostrados. Duas espécies distintas de arquéias metanogênicas, Methanohalophilus sp. e Methanomethylovorans sp., também foram identificadas. Foram realizadas análises para a detecção da atividade biodegradadora da microbiota anaeróbia sobre biomarcadores do petróleo, onde foi observada forte tendência da comunidade microbiana investigada à biotransformação de compostos oxigenados (ácido octadecanóico; a e b-amirina). A biodegradação de biomarcadores do petróleo sob condições aeróbias revelou que a maioria das 29 bactérias avaliadas demonstrou tendência à biotransformação de ácidos carboxílicos de cadeia longa (ácido nonadecanóico). A linhagem de Micrococcus sp., entretanto, foi exceção a esta tendência, biotransformando preferencialmente hidrocarbonetos (fitano ediidrofenantreno), mesmo em presença de compostos oxigenados. A existência de interações simbióticas entre as comunidades microbianas aeróbias e anaeróbias nos processos de biodegradação de biomarcadores do petróleo, foi avaliada simulando atuação de ambas as microbiotas sobre uma mistura de hidrocarbonetos e compostos oxigenados. Os resultados obtidos sugeriram que a microbiota anaeróbia poderia sobreviver às custas dos metabólitos produzidos pela microbiota aeróbia durante a biodegradação do petróleo. A produção de exopolímeros microbianos com atividade bioemulsificante de hidrocarbonetos também foi determinada, verificando-se que microrganismos tidos com excelentes produtores de EPS não corresponderam às linhagens que apresentaram atividade biodegradadora de hidrocarbonetos do petróleo. Análises de triagens enzimáticas de alto desempenho (HTS) foram realizadas, e Dietzia sp. sobressaiu-se quanto às excelentes atividades de lipases, esterases e monooxigenases, enquanto Halomonas sp. apresentou o melhor desempenho quanto à atividade de epóxido hidrolase.
Abstract: Samples of petroleum formation water and oils were collected from Pampo Formation (Campos Basin). Applying different conditions of microbial cultivation it was recuperated 92 bacterial strains from among 29 were identified by molecular techniques based in rDNA 16S. The predominance of Bacillus genus was observed in this recuperated bacterial community. The production of microbial secondary metabolites with antibiotic activity was investigated through analysis of antibiograms and Microbial Inibitory Concentrations (MIC) assays. Strains of Bacillus produced metabolites with microbial growth inhibition that can actuate in the petroleum reservoir in the selection of microbial species. Under anaerobic conditions microbial consortia were characterized by independent of cultivation techniques, identifying bacteria of Petrotoga genus as main constituent from the sampled reservoir. Two distinct species of methanogenic archaea, Methanohalophilus sp and Methanomethylovorans sp, were identified too. Analysis for the detection of the biodegrader activities of anaerobic microbiota under petroleum biomarkers were realized. Strong tendency of this microbial community to oxygenated compounds biotransformation was observed. The biodegradation of petroleum biomarkers under aerobic conditions was investigated as a form to determinate the microbial preferences for the petroleum compounds, in mixture or isolate, evaluating the formed products. The results presented the preference for the biotransformation of long chain carboxylic acids before the metabolism of hydrocarbons. Although, the strain of Micrococcus sp. preferred the biotransformation of hydrocarbons (phytane and dihydrophenanthrene), not biodegrading the fatty acid in strong levels. To investigate about the existence of symbiotic interactions between aerobic and anaerobic microbial communities in petroleum biodegradation processes, the actuation of the both microbiota under a mixture of hydrocarbons and oxygenated compounds was simulated. The obtained results suggest that the anaerobic microbiota can survive from the aerobic metabolites produced by the aerobic community. The production of microbial exopolymers with bioemulsifier activity of hydrocarbons was determined too. It was verified that strains presented as excellent producers of bioemulsifiers are not efficient petroleum biodegraders. Analysis of High Throughput Screening (HTS) were realized and Dietzia sp. presented strong activities of lipases, esterases and monooxygenases, while Halomonas sp. was the best result how the epoxide hydrolase activity.
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