Genome comparison between clinical and environmental strains of Herbaspirillum seropedicae reveals a potential new emerging bacterium adapted to human hosts

Abstract Background Herbaspirillum seropedicae is an environmental β-proteobacterium that is capable of promoting the growth of economically relevant plants through biological nitrogen fixation and phytohormone production. However, strains of H. seropedicae have been isolated from immunocompromised patients and associated with human infections and deaths. In this work, we sequenced the genomes of two clinical strains of H. seropedicae, AU14040 and AU13965, and compared them with the genomes of strains described as having an environmental origin. Results Both genomes were closed, indicating a single circular chromosome; however, strain AU13965 also carried a plasmid of 42,977 bp, the first described in the genus Herbaspirillum. Genome comparison revealed that the clinical strains lost the gene sets related to biological nitrogen fixation (nif) and the type 3 secretion system (T3SS), which has been described to be essential for interactions with plants. Comparison of the pan-genomes of clinical and environmental strains revealed different sets of accessorial genes. However, antimicrobial resistance genes were found in the same proportion in all analyzed genomes. The clinical strains also acquired new genes and genomic islands that may be related to host interactions. Among the acquired islands was a cluster of genes related to lipopolysaccharide (LPS) biosynthesis. Although highly conserved in environmental strains, the LPS biosynthesis genes in the two clinical strains presented unique and non-orthologous genes within the genus Herbaspirillum. Furthermore, the AU14040 strain cluster contained the neuABC genes, which are responsible for sialic acid (Neu5Ac) biosynthesis, indicating that this bacterium could add it to its lipopolysaccharide. The Neu5Ac-linked LPS could increase the bacterial resilience in the host aiding in the evasion of the immune system. Conclusions Our findings suggest that the lifestyle transition from environment to opportunist led to the loss and acquisition of specific genes allowing adaptations to colonize and survive in new hosts. It is possible that these substitutions may be the starting point for interactions with new hosts.https://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/2027.42/152201/1/12864_2019_Article_5982.pd

Exopolissacarídeos de cianobactérias

Exopolissacarídeos são caracterizados como metabólitos secundários, produzidos principalmente durante a fase estacionária de crescimento do microorganismo. Desde o início da década de cinqüenta, a capacidade das cianobactérias de produzirem exopolissacarídeos (EPS) vem sendo relatada. Em condições de estresse, muitas cianobactérias produzem grande quantidade de EPS, e isso constitui uma estratégia metabólica desses microorganismos para crescimento e desenvolvimento em condições desfavoráveis. Os EPS têm, portanto, a função de proteger as cianobactérias de tensões de habitats extremos e outras condições prejudiciais. EPS são compostos cuja composição química é das mais variadas e complexas, apresentando estruturas e propriedades peculiares. Estes biopolímeros apresentam propriedades inibitórias contra alguns tipos de vírus e contra tumores. Apresentam também propriedades físico-químicas que trazem vantagens para uso industrial, podendo ser utilizados em indústrias de alimentos, têxteis e farmacêuticas. O uso biotecnológico pleno de EPS produzidos por cianobactérias ainda está por ser realizado. Este campo de pesquisa apresenta-se vasto, próspero e de grande potencial científico e lucrativo

<b>Produção de L-asparaginase por <em>Zymomonas mobilis</em> durante a fermentação do melaço: otimização das condições de cultivo utilizando delineamento fatorial</b> - DOI: 10.4025/actascitechnol.v28i2.1178

A L-asparaginase é uma enzima com atividade anti-leucêmica produzida por microrganismos, principalmente bactérias gram-negativas. <em>Zymomonas mobilis</em> é uma bactéria gram-negativa, que apresenta potencial para produção de L-asparaginase. Esse estudo buscou a otimização da produção de L-asparaginase por <em>Zymomonas mobilis</em>, durante a fermentação do melaço de cana-de-açúcar, utilizando um delineamento fatorial incompleto 3³. O modelo obtido através da metodologia de superfície de resposta foi otimizado pelo software Otplex. Obteve-se bom ajuste do modelo aos dados experimentais, sendo o coeficiente de determinação total (R²), 95%. A máxima atividade enzimática (16,55 UI L^-1) foi obtida com uma concentração de açúcares redutores totais no melaço de 100,0 g L^-1, 2,0 g L^-1 de extrato de levedura e com 21 horas de fermentação. A validação experimental confirmou a capacidade preditiva do modelo, sendo a diferença entre resposta estimada(Ŷ₁) e resposta observada (Y₁) apenas de 1%

Aplicação de bucha vegetal (Luffa Cylindrica) como suporte para produção de xarope de açúcar invertido

No presente trabalho, procedeu-se à imobilização de invertase em bucha vegetal (Luffa cylindrica) para produção de xarope de açúcar invertido. A imobilização consistiu de tratamento da bucha com NaIO4 seguido do uso de composto diamino, glutaraldeído e posterior imobilização da enzima. Os melhores resultados foram: atividade de invertase imobilizada: 4,510 (mmols/g de suporte x min x mL); rendimento de imobilização: 0,428 %, atividade recuperada: 1,5% e extensão de hidrólise da sacarose de 2,6x10-3%.h-1

Optimization of ethanol production by Zymomonas mobilis in sugar cane molasses fermentation

The present study aimed at the optimization of the ethanol production by Zymomonas mobilis CP4, during the fermentation of sugar cane molasses. As for the optimization process, the response surface methodology was applied, using a 33 incomplete factorial design, being the independent variables: total reducing sugar (TRS) concentration in the molasses from 10, 55 and 100 g/L (x1); yeast extract concentration from 2, 11 and 20 g/L (x2), and fermentation time from 6, 15 and 24 hours (x3). The dependant variables or answers were the production and productivity of ethanol. By the analysis of the results, a good adjustment of the model to the experimental data was obtained. In the levels studied, the best condition for the production of ethanol was with 100 g/L TRS in the syrup, 2.0 g/L of yeast extract and the fermentation time between 20 and 24 hours, producing 30 g/L of ethanol

Otimização da produção de etanol por Zymomonas mobilis na fermentação do melaço de cana-de-Açúcar

O presente estudo objetivou a otimização da produção de etanol por Zymomonas mobilis CP4, durante a fermentação do melaço de cana-de-açúcar. Para a otimização do processo, foi aplicada a metodologia de superfície de resposta, empregando-se um delineamento fatorial incompleto 33, sendo as variáveis independentes ou fatores: concentração de açúcar redutor total (ART) no melaço de 10, 55 e 100 g/L (x1); concentração de extrato de levedura de 2, 11 e 20g/L (x2) e tempo de fermentação de 6, 15 e 24 horas (x3). As variáveis dependentes ou respostas foram produção e produtividade de etanol. Pela análise dos resultados, obteve-se bom ajuste do modelo aos dados experimentais. Nos níveis estudados, a melhor condição para produção de etanol foi com 100g/L de ART no melaço, 2,0g/L de extrato de levedura e com tempo de fermentação entre 20 e 24 horas produzindo 30g/L de etanol

Review: Sophorolipids A Promising Biosurfactant and it&apos;s Applications

ABSTRACT: Sophorolipids (SLPs) are the most promising glycolipid biosurfactants produced in large quantity by several nonpathogenic yeast species, among these Candida bombicola ATCC 22214 is the most studied SLP producing yeast. SLPs composed by the disaccharide sophorose (2&apos;-O-β-D-glucopyranosyl-β-D-glycopyranose) linked (β -glycosidically) to a long fatty acid chain with generally 16 to 18 atoms of carbon with one or more unsaturation. These compounds have characteristics, which are similar or even superior to the other biosurfactants and surfactants. Some of these advantages are environmental compatibility, high biodegradability, low toxicity, high selectivity and specific activity in a broad range of temperature, pH and salinity conditions. They fulfill the eco-friendly criteria combine Green chemistry and a lower carbon footprint. SLP possess a great potential for application in areas such as: Agriculture, Food, Biomedicine, Bioremediation, Cosmetics and Enhanced Oil Recovery