Análise do metabolismo respiro-fermentativo do acetaldeído na levedura Dekkera bruxellensis

CAPESA levedura Dekkera bruxellensis é um micro-organismo muito adaptado aos processos de fermenta-ção alcoólica industrial, sendo encontrada em indústrias que realizam a produção de cerveja, vinho e etanol combustível. Na maioria desses processos, incluindo a produção de bioetanol, D. bruxel-lensis é considerada uma levedura contaminante, pois compete com Saccharomyces cerevisiae pe-los substratos industriais, ocasionando redução no rendimento e produtividade etanólica. Apesar disso, D. bruxellensis é capaz de produzir etanol, mesmo que em menor produtividade e, assim, apresenta potencial de uso industrial. Um dos problemas associados à baixa produtividade deve estar relacionado com o elevado fluxo metabólico para a produção de acetato citosólico a partir do acetaldeído, que desvia o carbono que seria utilizado para produção de etanol. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo estudar o metabolismo do acetaldeído como ponto de ramifi-cação no metabolismo fermentativo de D. bruxellensis. Para isso, a atividade da enzima aceltaldeído desidrogenase (AldH) foi bioquimicamente inibida pelo uso do composto disulfiram (DSF) em dife-rentes formulações do meio de cultivo. Os dados mostraram que D. bruxellensis é mais resistente ao DSF do que S. cerevisiae, sendo a concentração de 100 µM inibitória para ambas as leveduras. A adição de acetato ao meio contendo glicose promoveu pequeno, porem significativo aumento no crescimento de S. cerevisiae, sendo moderadamente tóxico para D. bruxellensis. Juntamente com os dados de crescimento em galactose e glicerol, isso mostra que D. bruxellensis é capaz de exportar acetato da mitocôndria para o citoplasma na ausência de AldH. A adição dos agentes antioxidantes glutationa e N-acetilcisteína bloqueou completamente o efeito tóxico da adição de DSF, mostrando que o acúmulo de acetaldeído induz estresse oxidativo nas leveduras. Quando utilizado nos ensaios de fermentação, DSF promoveu aumento inicial do fluxo glicolítico com consequente aumento na produção de etanol e, paradoxalmente, de acetato.Dekkera bruxellensis is a microorganism highly related to industrial fermentation processes, especially in brewing, winemaking and fuel ethanol industries. In most of these processes, including the production of bioethanol, D.bruxellensis is considered a contaminant yeast, since it competes with Saccharomyces cerevisiae for the industrial substrates, resulting in low ethanol yield and pro-ductivity. Nevertheless, D. bruxellensis is able to produce ethanol, showing potencial for industrial use. One of the problems associated with low productivity must be related to the high metabolic flux towards the production of cytosolic acetate from acetaldehyde, which deviates the carbon from ethanol fermentation. In this context, the present study aimed to study the metabolism of acetalde-hyde as a branch point in the fermentative metabolism of D. bruxellensis. Therefore, the activity of the enzyme aceltaldehyde dehydrogenase (AldH) was biochemically inhibited by the use of disul-firam compound (DSF) in different formulations of the culture medium. The data showed that D. bruxellensis is more resistant to DSF than S. cerevisiae, with a inhibitory concentration of 100 μM for both yeasts. Addition of acetate to the medium containing glucose promoted a small but signifi-cant increase in S. cerevisiae growth, being somewhat toxic to D. bruxellensis. Together with the growth data on galactose and glycerol, this shows that D. bruxellensis is able to export acetate from the mitochondria to the cytoplasm in the absence of AldH. The addition of the antioxidant agents glutathione and N-acetylcysteine completely blocked the toxic effect of the addition of DSF, show-ing that the accumulation of acetaldehyde induces oxidative stress in the yeast. When used in the fermentation tests, DSF promoted initial increase in glycolytic flow with a consequent increase in the production of ethanol and, paradoxically, of acetate