Otimização da produção de melanina por linhagens recombinantes de Escherichia coli
| dc.contributor.advisor1 | Silva, Adilson José da | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/3447469350644179 | |
| dc.contributor.author | Silva, Igor Ribeiro | |
| dc.date.accessioned | 2026-08-07T17:45:12Z | |
| dc.date.issued | 2026-07-14 | |
| dc.description.abstract | Melanin is a biological pigment responsible for the coloration of the skin, hair, and eyes in humans and many other organisms. It has numerous biotechnological applications in medicine, pharmaceuticals, environmental technologies, and nanotechnology, owing to its antioxidant properties, its use as a natural colorant, and its potential for the bioremediation of heavy metals. Several microorganisms are capable of producing different types of melanin, and recombinant strains have recently been developed to improve the production of this valuable bioproduct. In this context, the present study proposed the cloning of the Bacillus thuringiensis tyrosinase gene (melBt) into different Escherichia coli strains for melanin production from tyrosine. In addition, several process parameters were evaluated, including the carbon source (with glycerol supplementation enabling the production of up to 2 g/L of melanin), medium supplementation with tyrosine, which resulted in a threefold increase in the final melanin concentration compared with unsupplemented cultures, induction conditions, and additional genetic modifications. These modifications included the expression of genes involved in oxygen uptake (vhb50) and the aromatic biosynthetic pathway (tktA, aroE, and aroD), leading to a substantial increase in melanin production compared with strains lacking these genetic targets. The engineered strains were cultivated in triplicate in baffled shake flasks containing LB medium with or without supplementation under orbital agitation. The results demonstrated a strong influence of the E. coli host strain on melanin production, as well as significant effects of the carbon source and the presence of tyrosine in the culture medium. Furthermore, all of the additional genes evaluated positively affected melanin biosynthesis, allowing the engineered strains to outperform several previously reported microbial melanin production systems. Overall, this work resulted in the development of promising recombinant strains for melanin production and provided important initial insights for further optimization of the production process for this biotechnologically relevant compound. | eng |
| dc.description.resumo | A melanina é um pigmento biológico responsável pela coloração da pele, cabelo e olhos em seres humanos e em muitos outros organismos, e tem aplicações biotecnológicas em medicina, farmacêutica, meio ambiente e nanotecnologia, destacando-se por suas propriedades antioxidantes, uso como corante natural e na biorremediação de metais pesados. Alguns microrganismos são capazes de produzir diferentes tipos de melanina, e linhagens recombinantes vem sendo desenvolvidas recentemente para otimizar a obtenção deste tipo de produto. Neste contexto, o presente trabalho propôs a clonagem da tirosinase de Bacillus thuringiensis (gene melBt) em diferentes linhagens de Escherichia coli para síntese de melanina a partir de tirosina. Além disso, foram avaliados alguns parâmetros de processo, como a fonte de carbono (sendo possível obter 2 g/L de produto a partir da suplementação com glicerol), a suplementação do meio com tirosina que garantiu um aumento em 3 vezes de concentração final comparado com a ausência dessa suplementação, e as condições de indução, bem como modificações genéticas adicionais, como a expressão de genes relacionados com a captação de oxigênio (vhb50) e da via de compostos aromáticos (tkta, aroE e aroD), garantindo um aumento considerável em comparação com a linhagens sem os alvos genéticos. A partir das linhagens construídas, foram realizados cultivos em triplicata em frascos aletados sob agitação com meio LB suplementado ou não. Os resultados obtidos indicaram uma forte influência da linhagem de E. coli escolhida para a produção, bem como da fonte de carbono e da presença de tirosina no meio. Além disso, todos os genes adicionais avaliados se mostraram favoráveis à formação de melanina, de forma que foi possível superar alguns dos trabalhos relatados na literatura para produção microbiana de melanina. Com isso, ao final do trabalho, foi possível obter linhagens recombinantes promissoras para produção de melanina e informações iniciais para otimização do processo de obtenção deste composto de interesse biotecnológico. | por |
| dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) | |
| dc.identifier.citation | SILVA, Igor Ribeiro. Otimização da produção de melanina por linhagens recombinantes de Escherichia coli. 2026. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Biotecnologia) – Universidade Federal de São Carlos, Campus São Carlos, 2026. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/24467. | * |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14289/24467 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | |
| dc.publisher.address | Campus São Carlos | |
| dc.publisher.center | Centro de Ciências Biológicas e da Saúde - CCBS | |
| dc.publisher.course | Biotecnologia - Biotec | |
| dc.publisher.initials | UFSCar | |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ | |
| dc.subject | Biopigmentos | por |
| dc.subject | Engenharia Metabólica | por |
| dc.subject | Tirosinase | por |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::BIOLOGIA MOLECULAR | |
| dc.subject.ods | 9. Indústria, Inovação e Infraestrutura | |
| dc.title | Otimização da produção de melanina por linhagens recombinantes de Escherichia coli | por |
| dc.title.alternative | Optimization of melanin production by recombinant strains of Escherichia coli | eng |
| dc.type | TCC |
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