Biotecnologia Ciência & Desenvolvimento - nº 37 1

tipo poro-canal-G1pF atua por sensibilidademecânica sem gasto energético na presençade glicerol. Este facilitador permite aassimilação, além de glicerol, de pequenasmoléculas de polihidroxi álcoois, uréia eglicina, mas exclui moléculas carregadascomo gliceraldeído-3-fosfato e dihidroxiacetonafosfato(HOLST et al., 2000). Emquanto aos mecanismos genéticos, foramdescritos três genes responsáveis pela assimilaçãoe regulação do conteúdo intercelularde glicerol em Saccharomyces cerevisiae,o GUP1 e GUP2 (HOLST et al., 2000)e FPS1(LUYTEN et al.,1995) associados diretamentecom o transporte facilitado e quesão expressas conforme estímulos provocadosnas células, como o estresse osmótico.Por outro lado, mecanismos de transporteativo simporte glicerol/H + e simporte glicerol/Na+ (dependentes de ATP) foram descritosem numerosas espécies de leveduras,entre elas Debaryomyces hansenii, Pichiasorbitophila, Saccharomyces cerevisiae,Zygosaccharomyces rouxii (LAGES, SIL-VA-GRAÇA, LUCAS, 1999). Tanto as acumulaçõesde glicerol por estresse, como aexistência de mecanismos ativos, são comunsem grande variedade de leveduras(LAGES, LUCAS, 1997).Após a passagem do glicerol através damembrana plasmática pelos possíveis mecanismos,o glicerol pode ser catabolisadopor várias rotas metabólicas independentes,apresentado na Figura 4.Uma das rotas, provavelmente a principalpara a oxidação de glicerol por leveduras,consiste na fosforilação do glicerol pela enzimaglicerol-quinase para formar glicerol-3-fosfato, que é reduzido a dihidroxiacetonafosfato pela enzima mitocondrial glicerolfosfo-ubiquinona oxidoreductase (FADdependente)(GANCEDO, SERRANO, 1989).Figura 3. Tipos de transporte para aassimilação de glicerol pela leveduraSaccharomyces cerevisiae. FPS1 eYFLO54c são proteínas de transporte,GUT1 e GUT2 são genes para expressãode enzimas de assimilação de glicerol.(Baseado em: NEVES, LAGES, LUCAS,2004)Estudos demonstraram que, os genes quecontrolam a síntese das enzimas glicerolquinasee fosfo-ubiquinona oxidoreductasesão GUT1 e GUT2, respectivamente (GRAU-SLUND, LOPES, RONNOW, 1999). A expressãodessas enzimas é reprimida duranteo crescimento celular em substratos fermentescíveiscomo glicose, mas desreguladoquando glicerol ou etanol é utilizadocomo a principal fonte de carbono (GRAU-SLUND, RONNOW, 2000).Outra possível via catabólica do glicerol correspondeà oxidação de glicerol e conseqüenteformação de dihidroxiacetona pela enzimaglicerol desidrogenase. Após, a dihidroxiacetonaé fosforilada a dihidroxiacetona fosfatopela enzima dihidroxiacetona quinase dependentede Adenosina Trifosfato (ATP). Gancedoe Gancedo (1968) reportaram que levedurasda espécie Schizosaccharomyces pombe,por exemplo, oxida glicerol mediante essavia sob condições de “stress” osmótico.A dihidroxiacetona fosfato é considerada umaimportante molécula intermediária para a gliconeogênese(síntese de hexoses), assim comopara a obtenção de numerosos compostos atravésdas vias oxidativas, incluindo, ácido cítrico,ácido succínico, ácido acético, ácido fórmico,ácido lático, etanol e outros compostosde interesse comercial (MOAT, FOSTER, SPEC-TOR, 2002). O crescimento de microrganismosem fontes de carbono alternativas aoscarboidratos, como L-malato, acetato, ou glicerol,requer a capacidade de sintetizar hexosesnecessárias para a produção de mucopeptideosda parede celular, armazenagem deglicogênio, e outros compostos derivados dehexoses, como as pentoses, envolvidos na biosíntesede ácidos nucléicos (MOAT, FOSTER,SPECTOR, 2002).Também, Hauge, King e Cheldelin (1955),fazem referência sobre a capacidade de algumasbactérias, entre elas Acetobacter suboxydans,de oxidar a molécula de dihidroxiacetonafosfato pela via pentose-fosfato, incrementandoo número de bioprodutos possíveisde serem obtidos por via biotecnológica a partirde glicerol.Em espécies de leveduras do gênero Yarrowiasp., e em bactérias como Klebsiella pneumoniae,Clostridium pasteurianum, Citrobacterfreundii, Klebsiella pneumoniae, Clostridiumpasteurianum, Clostridium butyricum,Enterobacter agglomerans, Lactobacillus brevis,Lactobacillus buchneri and Bacillus welchii(ZHAO, CHEN, YAO, 2006; GONZÁLEZ– PAJUELO et al., 2006; CHENG et al., 2007),observa-se que sob condições de anaerobiose,o glicerol sofre desidratação pela enzimaglicerol desidratase para produzir 3-dihidroxipropionaldeído.Posteriormente, este intermediário é transformadopela enzima NADH dependente 1,3-propanodiol oxido-reductase para gerar 1,3-propanodiol, principal intermediário para produçãode polímeros, resinas e aditivos de importantesaplicações industriais (GONZÁLEZ– PAJUELO et al., 2006; CHENG et al., 2007).Uma vez que o glicerol é assimilado no interiorda célula, numerosos compostos são produzidoscomo conseqüência do seu metabolismo.BIOPRODUTOS OBTIDOS PORFERMENTAÇÃO MICROBIANADO GLICEROLTabela 1. Composição do glicerol bruto obtido durante a produção de biodieselem função de diferentes matérias prima. (Adaptado de: THOMPSON, HE ,2006)A extraordinária expansão da indústria de biodieselno Brasil e no mundo vem originandograndes volumes do principal co-produto,o glicerol. A superprodução de glicerol afetanegativamente o preço do biodiesel no mercado,tornando imperiosa a busca de novasBiotecnologia Ciência & Desenvolvimento - nº 37 47