Agro-industrial wastes for biotechnological production as potential substrates to obtain fungal enzymes

Agro-industrial wastes contain high moisture content and are rich in nutrients, and can be used as useful substrates by microbes with the supplementation of nitrogen sources, thus providing an alternative tool for the industrial production of many products of economic value, such as enzymes for example. These are proteins that function as biological catalysts, responsible for carrying out various biochemical reactions, being applied in detergent, food, paper and cellulose, cosmetics, textile industries, etc. However, they are expensive raw materials, and it is worth noting that an important part of the cost of manufacturing enzymes is mainly due to the expense of means and fermentation processes. Thus, to minimize the cost of this production and in order to reduce the degradation of the environment due to agricultural waste, a variety of microorganisms and agro-industrial “by-products” can be used to facilitate the economic production of enzymes.Therefore, in this work, a review was carried out on agro-industrial residues and the main enzymes in the industrial market, as well as the use of these materials as sources to obtain enzymes produced by fungi

INDÚSTRIA BIOFARMACÊUTICA E SEU PROCESSO PRODUTIVO

A biotecnologia aplicada na produção de medicamentos vem se tornando uma área economicamente estratégica dentro das grandes indústrias farmacêuticas. Medicamentos biológicos ou biofármacos são substâncias que interagem com proteínas humanas e são produzidos a partir de microorganismos, tecidos de origem animal ou vegetal, ou cultura de células modificadas geneticamente. São alguns exemplos os antibióticos, vacinas, hormônios, fatores sanguíneos, anticorpos monoclonais, entre outros. O processo produtivo destes apresenta peculiaridades, sendo composto por etapas como cultura de células hospedeiras, fermentação, extração, purificação, isolamento e esterilização. Este artigo sumariza os principais processos envolvidos na produção de medicamentos biológicos ou derivados de biotecnologia. Palavras-chave: Biofármacos. Indústria biofarmacêutica. Processo produtivo.

Toxicity study of the anti-hypertensive agent perindopril on the entomopathogenic fungus Metarhizium anisopliae (Metschnikoff) Sorokin assessed by conidia germination speed parameter

Hypertension is an important vascular disease to the global public health, since it constitutes the principal cause of death from childhood to adulthood. In order to alleviate its symptoms, the treatment is  accomplished by anti-hypertensive drugs, among them, is perindopril, an angiotensin-converting enzyme (ACE) inhibitor. The entomopathogenic filamentous fungus Metarhizium anisopliae is widely used for biological control and it has been promising in toxicity studies of substances assessed by conidia germination speed parameter. This study aimed to verify the effect of different concentrations of perindopril on the conidia germination speed of the model fungus M. anisopliae, for detecting a possible toxic effect of this medicament in another eukaryote. Conidia of M. anisopliae were incubated with perindopril in concentrations of 200 and 20 μg/ml at 28°C for 12 h, sampled at 0, 6, 8, 10 and 12 h and analyzed by light microscopy. The frequency of dormant, embedded, bud and germinated conidia was counted. As a result, perindopril in concentrations of 200 and 20 μg/ml increased the germination speed of M. anisopliae conidia, when compared to the negative control (absence of perindopril). It indicates that these two concentrations of perindopril have no toxicity on M. anisopliae, considering the Bayesian analysis.Keywords: Angiotensin-converting enzyme inhibitor, vegetative development, model fungus, entomopathogen, Bayesian analysis.African Journal of Biotechnology Vol. 12(35), pp. 5452-545

Bioprospecting endophytic Diaporthe species associated with Pachystachys lutea (Acanthaceae) with antagonistic effect against Sclerotinia sclerotiorum

Endophytic microorganisms live inside the plant tissues symptomless. These microorganisma may present antagonistic activity against phytopathogens or produce metabolites with antifungal activity. We aimed to evaluate in vitro antagonism and competitive interactions between endophytic fungi of Diaporthe species and Sclerotinia sclerotiorum. We also carried out in vitro screening of antifungal activity of metabolic extracts of the two endophytes against the pathogen. The antagonism was performed by the paired-culture and two promising antagonists strains were selected for metabolic extraction from the fermented culture. Metabolic extracts were obtainment using two different organic solvents (Ethyl Acetate and Hexane) and their antifungal activity was carried out using the agar diffusion test. The in vitro antagonistic index ranged from 22.1 to 59.5%, with Diaporthe sp. PL03 (59.1%), D. schini PL40 (59.5%), D. infecunda PL63 (41.8%), D. anacardii PL64 (56.8%), with inhibition by mycelial contact. The endophytes PL01 (28.6%) and PL43 (28.5%), both D. anacardii, stood out blocking mycelial growth from a distance. In the antifungal assay, D. anacardii PL01 (31.7%) and D. schini PL40 (18.2%) acetate metabolite stood out. In summary, our results indicate a few Diaporthe endophytes able to antagonize a S. sclerotiorum pathogen under in vitro conditions

Bioprospecting endophytic Diaporthe species associated with Pachystachys lutea (Acanthaceae) with antagonistic effect against Sclerotinia sclerotiorum

Endophytic microorganisms live inside the plant tissues symptomless. These microorganisma may present antagonistic activity against phytopathogens or produce metabolites with antifungal activity. We aimed to evaluate in vitro antagonism and competitive interactions between endophytic fungi of Diaporthe species and Sclerotinia sclerotiorum.  We also carried out in vitro screening of antifungal activity of metabolic extracts of the two endophytes against the pathogen. The antagonism was performed by the paired-culture and two promising antagonists strains were selected for metabolic extraction from the fermented culture. Metabolic extracts were obtainment using two different organic solvents (Ethyl Acetate and Hexane) and their antifungal activity was carried out using the agar diffusion test. The in vitro antagonistic index ranged from 22.1 to 59.5%, with Diaporthe sp. PL03 (59.1%), D. schini PL40 (59.5%), D. infecunda PL63 (41.8%), D. anacardii PL64 (56.8%), with inhibition by mycelial contact. The endophytes PL01 (28.6%) and PL43 (28.5%), both D. anacardii, stood out blocking mycelial growth from a distance. In the antifungal assay, D. anacardii PL01 (31.7%) and D. schini PL40 (18.2%) acetate metabolite stood out. In summary, our results indicate a few Diaporthe endophytes able to antagonize a S. sclerotiorum pathogen under in vitro conditions

Atividade de promoção de crescimento de plantas de feijão de bactérias endofíticas isoladas de Echeveria laui

Echeveria laui (Crassulaceae) is commonly commercialized due to its drought-tolerance capacity and to its rosette-shaped aesthetics. Since endophytes associated with plants from a dry or arid environment have scarcely been analyzed as yet, current research comprises the isolation of leaf endophytic bacteria from E. laui (one five-year-old and one two-year-old plants) investigating plant growth-promoting endophytic bacteria which may solubilize phosphate, fix nitrogen, produce exopolysaccharides/IAA and antagonize phytopathogens. Isolation by the maceration methodology provided a colonization rate of 1.98 x109 CFU g-1 for the two-year-old plant and 1.14 x 1010 CFU g-1 for the five-year-old one. All 40 isolates evaluated showed in vitro plant growth-promoting agent’s abilities, with emphasis on EG04, ELG18, and ELP06.  The capacity of the three best bacterial isolates were evaluated under greenhouse conditions in common and black bean (Phaseolus vulgaris L.) plants. Based on the sequencing of the 16S rRNA region and phylogenetic analysis, the three endophytes were identified as Pantoea sp. (ELG04 and ELG18) and Erwinia sp. (ELP06). Under greenhouse conditions, statistically significant differences were found among the plants treated with the three endophytes when compared to control plants for fresh and dry shoot, root biomass and length.Echeveria laui (Crassulaceae) é comumente comercializada devido à sua capacidade de tolerância à seca e à sua estética em forma de roseta. Uma vez que endófitos associados a plantas de ambiente seco ou árido foram poucos explorados até então, este trabalho compreende o isolamento de bactérias endofíticas de folhas de E. laui (uma planta de cinco anos e uma de dois anos) investigando a capacidade de agente promotor do crescimento de plantas das bactérias endofíticas isoladas como solubilizar fosfato, fixar nitrogênio, produzir exopolissacarídeos/ AIA e antagonizar fitopatógenos. O isolamento pela metodologia de maceração proporcionou uma taxa de colonização de 1.98 x109 UFC g-1 para a planta de dois anos e 1.14 x 1010 UFC g-1 para a de cinco anos. Todos os 40 isolados avaliados mostraram habilidades do agente promotor de crescimento de plantas in vitro, com ênfase em EG04, ELG18 e ELP06. A capacidade dos três melhores isolados bacterianos foi avaliada em casa de vegetação em plantas de feijão preto e comum (Phaseolus vulgaris L.). Com base no sequenciamento da região 16S rRNA e análise filogenética, os três endófitos foram identificados como Pantoea sp. (ELG04 e ELG18) e Erwinia sp. (ELP06). Em casa de vegetação, diferenças estatisticamente significativas foram encontradas entre as plantas tratadas com os três endófitos quando comparadas às plantas controle para o peso fresco e seco da parte aérea e raízes, bem como para o comprimento da raiz

INDEPENDÊNCIA OU MORTE: A APOPTOSE COMO MECANISMO DE DEFESA

Nas relações desarmônicas, os hospedeiros tendem a selecionar mutações que conferem resistência aos patógenos, enquanto estes selecionam as que neutralizam a resistência. Dessa forma, o processo evolutivo desencadeia nos mais diversificados mecanismos de defesa, entre eles, um mecanismo pouco explorado, à apoptose. Esta revisão teve como objetivo verificar os principais sistemas biológicos que apresentam a apoptose como mecanismo de defesa. Entre os principais sistemas estudados neste trabalho, apresenta-se o papel da apoptose na infecção de vírus, bactérias, fungos e protozoários patogênicos em vegetais e animais. Também foram abordadas as falhas no sistema apoptótico que permitem a proliferação de células cancerígenas

Atividade larvicida de fungos endofíticos: uma revisão / Larvicidal activity of endophytic fungi: a review

O controle de mosquitos vetores de doenças como Dengue, Febre Amarela, Zika, Chikungunya, Malária e Filariose é de extrema importância médica, econômica e social, pois estes ocasionam milhares de mortes anuais e sérios problemas em saúde pública. Os fungos endofíticos são fontes de metabólitos secundários com promissora atividade para o controle das larvas de tais mosquitos, seja a partir de extratos brutos ou da síntese de nanopartículas metálicas. Essa revisão buscou identificar os trabalhos envolvendo os fungos endofíticos com potencial larvicida contra as espécies de mosquitos Anopheles sp., Culex sp. e Aedes sp., publicados entre 2008 e 2020, relacionando os metabólitos isolados e já identificados com essa capacidade. Foram utilizadas para as pesquisas as bases de dados Scielo, Google Acadêmico, PubMed e Medline, resultando em 44 artigos dos quais foram selecionados 31 artigos conforme critérios de exclusão. Os resultados apontaram os gêneros Aspergillus, Fusarium e Penicillium com maior abrangência de estudos, com testes sobre as três principais espécies de mosquito citadas. Dentre os compostos isolados com potencial larvicida estão Palmarumicina B6, C8, C12, C15, Diepoxinas ?, ?, ?, Peniciliumolida D e TMC-264, Dehidroaustina e Acetoxidehidroaustina, Hamisonina, Meleina, Esterigmatocistina, Secoesterigmatocistina e 13-hidroxiversicolorina B. Identificou-se também que há a necessidade de ampliação das pesquisas utilizando espécies de fungos endofíticos e de seus metabólitos para o controle destes mosquitos de interesse epidemiológico, haja vista os produtos de controle sintéticos apresentam diversos efeitos adversos ao homem e ao meio ambiente. 

Controle Biológico em Sistema Orgânico de Produção por Agricultores da cidade de Maringá-PR

The continuous growth of world population and the increased use of pesticides became obvious environmental problems, leading to agricultural production to develop alternative practices that promote environmental sustainability. The use of biological control techniques to reduce agricultural pests have been increasing, enabling the substitution of conventional insecticides by diversified natural enemies such as insects, viruses, fungi, bacteria, plant extracts, and others. A quantitative-descriptive analysis was carried using a questionnaire as mean to personal interview of organic growers in the city of Maringa, state of Paraná, Brazil was held. The aim was quantify about the knowledge of biological controllers by this growers, the use, and economic viability of these, aiming to promote the expansion of the practice and development of new controllers to replace or reduce the use of chemicals. The results show that all growers have the knowledge and have used alternative methods of biocontrol, some of them consider the practice of  great environmental importance, but is still required further studies of the regional entomofauna to better effectiveness of the biocontrol.O aumento contínuo da população mundial e o uso intensificado de agrotóxicos na agricultura tornaram os problemas ambientais evidentes, levando a produção agrícola a desenvolver práticas alternativas que favoreçam a sustentabilidade ambiental. O uso de técnicas de controle biológico para redução de pragas agrícolas têm sido crescente, permitindo a substituição de inseticidas convencionais por inimigos naturais diversificados como insetos, vírus, fungos, bactérias, extratos vegetais, dentre outros. Foi realizada uma análise quantitativa-descritiva, utilizando-se um questionário como forma de entrevista pessoal em amostras aleatórias com agricultores do sistema orgânico de produção da cidade de Maringá-PR. O objetivo foi quantificar o conhecimento, utilização e viabilidade econômica do uso de controladores biológicos, promovendo a ampliação da prática e desenvolvimento de novos controladores que substituam ou reduzam o uso de defensivos químicos. Os dados mostraram que todos os produtores entrevistados possuem o conhecimento e já utilizaram métodos alternativos de controle de pragas, parte considera a prática de grande importância ambiental, porém ainda são necessários maiores estudos sobre a entomofauna regional para consolidação e melhor eficácia do biocontrole