Produção de surfactina por Bacillus subtilis UFPEDA 438 a partir de melaço de cana e avaliação de suas atividades biológicas incluindo a in silico frente ao SARS-CoV-2

Lipopeptides are biosurfactants, substances with a high surfactant potential where each family corresponds to a group of isoforms that differs in the peptide's composition and the length of the lipid chain. Among them, iturine and surfactin, lipopeptides with high surfactant and antibiotic p...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Paiva, Wilza Kimilly Vital de
Outros Autores: Santos, Everaldo Silvino dos
Formato: Dissertação
Idioma:pt_BR
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
Biossurfactante
Iturina
Atividade antioxidante
SARS-CoV-2
Covid-19
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/52609
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Produção de surfactina por Bacillus subtilis UFPEDA 438 a partir de melaço de cana e avaliação de suas atividades biológicas incluindo a in silico frente ao SARS-CoV-2
description Lipopeptides are biosurfactants, substances with a high surfactant potential where each family corresponds to a group of isoforms that differs in the peptide's composition and the length of the lipid chain. Among them, iturine and surfactin, lipopeptides with high surfactant and antibiotic potential, stand out. As a lipopeptide, they are a set of isoforms, biosynthesized or engineered, where the relationship between their structures and properties helps choose and direct the product to the final application. That can range from the surface cleaning and disinfection industry to crude oil recovery, in addition to being the subject of studies in medical and pharmacological applications. In the context of COVID-19, the present study aims to produce surfactin and iturin through the cultivation of Bacillus subtilis UFPEDA 438, using sugarcane molasses as a substrate, as well as to evaluate his biological activity in vitro, including his antiviral potential through in silico analysis of the extract produced, against the 4 main target proteins of SARS-CoV 2. The results showed that 8 isoforms of surfactin and 2 of iturin were present in the samples, obtaining a maximum productivity of 148.548 ± 4.672 mg/L of surfactin. The extracts produced in both steps showed satisfactory levels and emulsification activities and promoted a reduction in the surface tension of water by up to 55.24%. Against free radicals (ROS), the samples also managed to block about 41.95% of them. Regarding the in silico evaluation, the greatest interaction of the studied biosurfactants was with the Spyke protein, which is crucial for the binding of the virus with the host human cell. The achieved results points to the extract produced as a promising constituent in the elaboration of products with high antioxidant and surfactant potential; and, in addition, moves future trials of his antiviral activity against SARS-CoV-2.
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Among them, iturine and surfactin, lipopeptides with high surfactant and antibiotic potential, stand out. As a lipopeptide, they are a set of isoforms, biosynthesized or engineered, where the relationship between their structures and properties helps choose and direct the product to the final application. That can range from the surface cleaning and disinfection industry to crude oil recovery, in addition to being the subject of studies in medical and pharmacological applications. In the context of COVID-19, the present study aims to produce surfactin and iturin through the cultivation of Bacillus subtilis UFPEDA 438, using sugarcane molasses as a substrate, as well as to evaluate his biological activity in vitro, including his antiviral potential through in silico analysis of the extract produced, against the 4 main target proteins of SARS-CoV 2. The results showed that 8 isoforms of surfactin and 2 of iturin were present in the samples, obtaining a maximum productivity of 148.548 ± 4.672 mg/L of surfactin. The extracts produced in both steps showed satisfactory levels and emulsification activities and promoted a reduction in the surface tension of water by up to 55.24%. Against free radicals (ROS), the samples also managed to block about 41.95% of them. Regarding the in silico evaluation, the greatest interaction of the studied biosurfactants was with the Spyke protein, which is crucial for the binding of the virus with the host human cell. The achieved results points to the extract produced as a promising constituent in the elaboration of products with high antioxidant and surfactant potential; and, in addition, moves future trials of his antiviral activity against SARS-CoV-2. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Lipopeptídeos são biossurfactantes, substâncias com caráter tensoativo as quais cada família corresponde a um grupo de isoformas que diferem entre si na composição do peptídeo e do comprimento da cadeia lipídica. Dentre eles, se destacam a iturina e a surfactina, lipopeptídeos de alto potencial surfactante e antibiótico. Por se tratar de um lipopeptídeo, a surfactina é um conjunto de isoformas, biossintetizadas ou engenheiradas, na qual a relação entre suas estruturas e propriedades auxilia na escolha e no direcionamento do produto à aplicação final, indo desde a indústria de limpeza e desinfecção de superfícies à recuperação bruta de petróleo, além de ser alvo de estudos em aplicações médicas e farmacológicas. O presente estudo tem como objetivo produzir surfactina e iturina através do cultivo de Bacillus subtilis UFPEDA 438, bem como avaliar sua capacidade tensoativo, além do seu potencial antiviral através da análise in silico do extrato produzido frente as 4 principais proteínas alvo do SARS-CoV 2. Os resultados mostraram que 8 isoformas de surfactina e 2 de iturina estavam presentes nas amostras, obtendo-se uma produtividade máxima de 148,548 ± 4,672 mg/L de surfactina. Os extratos produzidos nas etapas 1, 2 e 3 da extração apresentaram índices e atividades de emulsificação satisfatórios e promoveram uma redução na tensão superficial da água em até 55,24 %. Frente aos radicais livres (ROS), as amostras também conseguiram bloquear cerca de 41,95% dos mesmos. Na avaliação in silico, a maior interação entre os biossurfactantes estudados foi com a proteína Spyke, que é crucial para a ligação do vírus com a célula humana hospedeira. Os resultados alcançados apontam o extrato de lipopeptídeos produzido como um constituinte promissor na elaboração de produtos de alto potencial antioxidante e tensoativo; e movimenta ensaios futuros da sua atividade antiviral frente ao SARS-CoV-2. 2023-06-05T19:54:42Z 2023-06-05T19:54:42Z 2023-02-28 masterThesis PAIVA, Wilza Kimilly Vital de. Produção de surfactina por Bacillus subtilis UFPEDA 438 a partir de melaço de cana e avaliação de suas atividades biológicas incluindo a in silico frente ao SARS-CoV-2. Orientador: Everaldo Silvino dos Santos. 2023. 85f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/52609 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA

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