Regulação do metabolismo de nitrato na levedura industrial Dekkera bruxellensis

Abstract

A levedura Dekkera bruxellensis tem capacidade de assimilar nitrato como única fonte de nitrogênio, uma vantagem adaptativa em meio industrial. Vários estudos mostraram os aspectos metabólicos da assimilação aeróbia do nitrato, mas pouco é conhecido sobre sua assimilação anaeróbia, algo relevante nos processos fermentativos industrias. O presente trabalho teve como objetivo preencher este vazio biológico. Na primeira etapa mostramos que esta levedura é capaz de crescer anaerobicamente em nitrato e produzir etanol no mesmo nível de Saccharomyces cerevisiae. Mesmo sem oxigênio, o padrão de expressão gênica mostrou indução do metabolismo oxidativo e de produção de ATP para suprir a alta demanda energética gerada pelo nitrato. Na segunda etapa mostramos que este alto crescimento celular foi induzido pelo acúmulo de proteínas da via glicolítica, dos processos de transcrição gênica e de síntese protéica, de purinas e de ATP. Já na presença de oxigênio, o proteoma revelou intensa produção de proteínas que respondem a estresse oxidativo e danos no DNA. Como conclusão, este trabalho mostra que o aumento da produção de etanol em nitrato em anaerobiose coincide com maior demanda energética observada nos altos níveis de expressão dos genes do metabolismo fermentativo e energético. Além disso, o nitrato pode ser considerado fonte primária de nitrogênio e que a deficiência no crescimento aeróbio se dá não por dificuldades na assimilação de nitrato, mas pelo intenso estresse oxidativo que é gerado pela sua assimilação.