Análise termodinâmica do crescimento da levedura Saccharomyces cerevisiae: uma abordagem teórico-experimental

• Processo: 17/17984-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2017
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2018
• Área de conhecimento: Ciências Agrárias - Ciência e Tecnologia de Alimentos - Engenharia de Alimentos
• Pesquisador responsável: Andreas Karoly Gombert
• Beneficiário: Laura Fernandes de Almeida Meirelles
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia de Alimentos (FEA). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Bioprocessos Fermentação Metabolismo celular Saccharomyces cerevisiae Leveduras
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Energia de Gibbs | fermentação | Fisiologia de leveduras | Respiração | Saccharomyces cerevisiae | Bioprocessos

Resumo

A molécula de glicose, comumente encontrada em meios de cultivo industriais e laboratoriais, é usada por leveduras de duas maneiras: como fonte de carbono e como fonte de energia. Saccharomyces cerevisiae, o microrganismo mais empregado na indústria biotecnológica, possui duas formas de metabolismo energético: fermentação e respiração, que permitem às células realizar a conservação da energia de Gibbs a partir da oxidação da glicose. Esta energia é temporariamente armazenada nas ligações químicas da molécula de trifosfato de adenosina (ATP), apresentando um saldo de 2 ATP/glicose no metabolismo puramente fermentativo e em torno de 30 ATP/glicose no metabolismo exclusivamente respiratório. Porém, através de análises termodinâmicas, observa-se que grande parcela da energia de Gibbs envolvida nas diferentes reações metabólicas da fermentação e da respiração não resulta na síntese de ATP. Além disto, a conversão de glicose em biomassa, que é tipicamente em torno de 0,1 gramas de massa seca de células por grama de glicose (g MSC/g GLC) no metabolismo fermentativo e em torno de 0,5 g MSC/g GLC no metabolismo respiratório, não é condizente com o respectivo saldo energético. Assim, existe uma dúvida sobre se essa energia é dissipada ou se a célula a armazena de outras formas, por exemplo em outros compostos que fazem parte da biomassa celular. Neste trabalho visamos testar a hipótese de que a célula armazene ao menos parte dessa energia sobressalente na forma de ligações químicas em compostos como proteínas, lipídeos e/ou outras moléculas que compõem a própria célula. Dessa forma, analisaremos a composição celular da levedura Saccharomyces cerevisiae em duas situações diferentes, sendo uma em células com metabolismo puramente fermentativo e outra em células com metabolismo puramente respiratório. Assim, verificaremos se há um maior conteúdo energético em células que crescem com metabolismo respiratório, em relação a células que crescem com metabolismo fermentativo. (AU)