Lentinus crinitus response to blue light on carbohydrate-active enzymes / Resposta de Lentinus crinitus à luz azul em enzimas ativas por carboidratos

Fungi are capable of sensing light from ultraviolet to far-red and they use light as a source of information about the environment anticipating stress and adverse conditions. Lentinus crinitus is a lignin-degrading fungus which produces laccase and other enzymes of biotechnological interest. The effect of blue light on fungal enzymatic activity has been studied; however, it has not been found studies on the effect of the blue light on carbohydrate-active enzymes and on mycelial biomass production of L. crinitus. We aimed to investigate carbohydrate-active enzymes activity and mycelial biomass production of L. crinitus cultivated under continuous illumination with blue light. L. crinitus was cultivated in malt extract medium in the dark, without agitation, and under continuous illumination with blue light-emitting diodes. The blue light reduced the total cellulase, pectinase and xylanase activities but increased the endoglucanase activity. Blue light reduced the mycelial growth of L. crinitus in 26% and the enzymatic activity-to-mycelial biomass ratio (U mg-1 dry basis) increased in 10% total cellulase, 33% endoglucanase, and 16% pectinase activities. Also, it is suggested that L. crinitus has a photosensory system and it could lead to new process of obtaining enzymes of biotechnological interest.

Fungos são capazes de sentir a luz com comprimentos de onda que variam do ultravioleta ao infravermelho e usam a luz como fonte de informação sobre o ambiente, antecipando condições adversas e de estresse. Lentinus crinitus é um fungo ligninolítico que produz lacase e outras enzimas de interesse biotecnológico. O efeito da luz azul na atividade enzimática de fungos já foi estudado, contudo, ainda não há estudos sobre o efeito da luz azul na produção de enzimas ativas sobre carboidratos (CAZymes, carbohydrate-active enzymes) e de biomassa micelial de L. crinitus. O objetivo deste estudo foi investigar a avitivade de CAZymes e a produção de biomassa micelial de L. crinitus cultivado sob iluminação continua com luz azul. L. crinitus foi cultivado em meio extrato de malte, sem agitação, na ausência de luz e sob luz continua fornecida por diodos emissores de luz azul. A luz azul reduziu a atividade de cellulase total, pectinase e xilanase, mas aumentou a atividade de endoglucanase. A luz azul reduziu o crescimento micelial de L. crinitus em 26% e aumentou a razão atividade enzimática/biomassa micelial (U mg-1 em base seca) de cellulase total em 10%, endoglucanase em 33% e pectinase em 16%. Além disso, sugere-se que L. crinitus possua um sistema fotossensorial que poderia ser explorado para a otimização de bioprocessos que visam a obtenção de enzimas de interesse biotecnológico.

Endoglucanase production by endophytic fungi isolated from vitis labrusca l. with peanut hull and sawdust as substrates / Produção de endoglucanase por fungos endofíticos isolados de Vitis labrusca L. utilizando casca de amendoim e serragem como substratos

Endoglucanases are enzymes widely employed in different industrial fields, albeit with high production costs. Studies on new microbial sources and low-cost substrates are highly relevant, including those on agro-industrial. Current analysis evaluates peanut hull (PH) and sawdust (SD) as substrates for submerged cultures of 14 endophytic fungi isolated from grapevine (Vitis labrusca L.) cultivars Bordô and Concord. Endophytes were grown on a carboxymethylcellulose (CMC) medium and the cup plate assay showed that eight strains (belonging to genera Cochliobolus, Diaporthe, Fusarium and Phoma) had positive results: enzymatic halos ranged from 10.8±0.02to 15.5±0.07 mm in diameter. Diaporthe sp. strains (GenBank accession codes KM362392, KM362368 and KM362378) and Fusariumculmorum KM362384 were highlighted as the most promising sources. Further, PH and SD as substrates for the fermentation of these fungi were evaluated by the cup plate assay and endoglucanase activity assay. Highest halo diameters were obtained for Diaporthe sp. KM362392: 16.1±0.01 mm (CMC), 14.5±0.01 mm (PH) and 14.7±0.03 mm (SD). The fungus also presented the highest levels of endoglucanase activity: analysis of variance revealed that CMC (3.52±0.98 µmol/min), PH (2.93±0.23 µmol/min) and SD (3.26±0.38 µmol/min) were similarly efficient as substrates. Results deepen knowledge on V. labrusca endophytes that may be endoglucanase sources, eventhough further optimizations in submerged cultures with PH and SD should be undertaken to increase theenzymatic production from these wastes.

Endoglucanases são enzimas amplamente empregadas em diferentes setores industriais; embora sua produção apresente custos elevados. Estudos sobre novas fontes microbianas e substratos mais baratos são de grande importância, incluindo os resíduos agroindustriais. Nesse estudo, casca de amendoim (CA) e serragem (SE) foram testadas como substratos para o cultivo submerso de 14 fungos endofíticos isolados das cultivares Bordô e Concord de videira (Vitis labrusca L.) Os endófitos foram crescidos em meio contendo carboximetilcelulose (CMC) e o ensaio cup plate mostrou resultados positivos para oito fungos (pertencentes aos gêneros Cochliobolus, Diaporthe, Fusarium and Phoma); os halos enzimáticos variaram entre 10,8±0,02 e 15,5±0,07 mm de diâmetro. Linhagens de Diaporthe sp. (códigos de acesso no GenBank KM362392, KM362368 e KM362378) e Fusariumculmorum KM362384 se destacaram como produtores mais promissores. Então, o uso de CA e SE como substratos para a fermentação desses fungos foi avaliado pelo ensaio cup plate e pela quantificação da atividade de endoglucanase. Os maiores halos enzimáticos foram obtidos para Diaporthe sp. KM362392: 16,1±0,01 mm (CMC), 14,5±0,01 mm (CA) e 14,7±0,03 mm (SE). Esse fungo também apresentou os maiores níveis de endoglucanase: a análise de variância revelou que CMC (3,52±0,98 µmol/min), CA (2,93±0,23 µmol/min) e SE (3,26±0,38 µmol/min) foram substratos similarmente eficientes. Esses resultados expandem o conhecimento sobre endófitos de V. labrusca que são fontes de endoglucanases; futuras otimizações quanto ao cultivo submerso com CA e SE podem ser utilizadas para aumentar a produção enzimática a partir do uso desses resíduos.

Production of endoglucanase by the native strains of Streptomyces isolates in submerged fermentation

Cellulase is a complex enzyme system, commercially produced by filamentous fungi under solid-state and submerged cultivation. It has wide applicability in textile, food and beverage industry for effective saccharification process. In this study, cellulolytic enzyme activity, particularly endoglucanase of 26 Streptomyces strains isolated from garden soil was examined, including two isolates selected on the basis of potential cellulolytic activity on Bennett's agar medium. To enhance the endoglucanase formation in broth culture, different conditions including carbon and nitrogen sources, and growth conditions were tested. The maximum endoglucanase activity (11.25-11.90 U/mL) was achieved within 72-88 h in fermentation medium containing Tween-80, followed by phosphate sources. Both cellulolytic Streptomyces isolates gave almost equal quantity of enzyme in all trials. However the effect of medium ingredients on endoglucanase induction diverged with strains in some extent.

A celulase é um sistema enzimático complexo, produzido comercialmente a partir de fungos filamentosos através de cultivo em estádio sólido e submerso. Tem uma grande aplicação na indústria têxtil e de alimentos e bebidas no processo de sacarificação. Nesse estudo, examinou-se a atividade celulolítica, especialmente de englucanase, de 26 cepas de Streptomyces isoladas de solo, incluindo duas cepas selecionadas por sua atividade celulolítica no ágar Bennett. Para estimular a produção de englucanase em meio de cultura, diferentes condições de cultivo, incluindo fonte de carbono e nitrogênio e condições de crescimento, foram avaliadas. A atividade máxima de glucanase (11,25 a 11,90 U/mL) foi obtida em 72-88h em meio de cultura contendo Tween-80, seguido por fontes de fosfato. Ambas as cepas celulolíticas de Streptomyces produziram quase a mesma quantidade de enzima em todos os experimentos. Entretanto, o efeito dos ingredientes do meio na indução da glucanase divergiu de acordo com a cepa.