Publicação
Exploiting and engineering the non-conventional yeast Kluyveromyces marxianus for high-value compounds sustainable production
| Resumo: | Biorrefinarias baseadas em biomassa lenhocelulósica têm surgido como alternativas sustentáveis aos métodos atuais baseados em combustíveis fósseis para a coprodução de biocombustíveis, energia e produtos químicos de alto valor agregado. Para alcançar a viabilidade económica das biorrefinarias, diversos compostos químicos foram identificados, incluindo furanos (como o 5-hidroximetilfurfural – HMF – e o furfural), que são blocos de construção de diversos produtos químicos utilizados em diferentes indústrias, e isopreno, um hidrocarboneto volátil amplamente utilizado na produção de borracha. Um outro composto com um mercado em rápida expansão, é o resveratrol, um polifenol comercializado pelas suas propriedades antioxidantes. O interesse na utilização da levedura não convencional Kluyveromyces marxianus como plataforma microbiana para a produção de biocombustíveis e compostos químicos de alto valor agregado com aplicações em diversas indústrias tem crescido consideravelmente. Aproveitando as características específicas de K. marxianus, como a termotolerância e a capacidade de metabolizar diversas fontes de carbono, este trabalho focou na exploração do seu potencial para a produção de compostos químicos de alto valor agregado, nomeadamente derivados de HMF e furfural, isopreno e resveratrol. Desta forma, os principais resultados desta tese incluem: (1) o estabelecimento de um isolado robusto tipo selvagem como biocatalisador para converter furfural e HMF nos seus derivados, álcool furfurílico e 2,5-bis(hidroximetil)furano (BHMF), respetivamente; (2) a construção de estirpes metabolicamente modificadas para a produção de isopreno, alcançando pela primeira vez a produção de isopreno a partir do hidrolisado celulósico de madeira de Eucalyptus globulus pré-tratada; (3) a construção de estirpes de K. marxianus geneticamente modificadas para a produção de resveratrol utilizando diferentes fontes de carbono sob condições de fermentação otimizadas, com as maiores concentração obtidas a partir do hidrolisado hemicelulósico de caroço de milho e do licor integral. Em conjunto, estes resultados demonstram o potencial da levedura K. marxianus como hospedeira microbiana para a produção de compostos de alto valor agregado, ressaltando a importância das suas características para o estabelecimento de bioprocessos sustentáveis, alinhados com os princípios de uma bioeconomia circular. |
|---|---|
| Autores principais: | Baptista, Marlene Isabel Cerqueira Montenegro |
| Assunto: | Biorrefineria Biomassa lenhocelulósica Derivados de furanos Isopreno Kluyveromyces marxianus Resveratrol Biorefinery Furan derivatives Isoprene Lignocellulosic biomass Engenharia e Tecnologia::Biotecnologia Industrial |
| Ano: | 2025 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | tese de doutoramento |
| Tipo de acesso: | acesso embargado |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| _version_ | 1867439433251291136 |
|---|---|
| author | Baptista, Marlene Isabel Cerqueira Montenegro |
| author_facet | Baptista, Marlene Isabel Cerqueira Montenegro |
| author_role | author |
| contributor_name_str_mv | Domingues, Lucília RepositóriUM - Universidade do Minho |
| country_str | PT |
| creators_json_txt | [{\"Person.name\":\"Baptista, Marlene Isabel Cerqueira Montenegro\"}] |
| datacite.contributors.contributor.contributorName.fl_str_mv | Domingues, Lucília RepositóriUM - Universidade do Minho |
| datacite.creators.creator.creatorName.fl_str_mv | Baptista, Marlene Isabel Cerqueira Montenegro |
| datacite.date.Accepted.fl_str_mv | 2025-06-11T00:00:00Z |
| datacite.date.available.fl_str_mv | 2027-06-11T00:00:00Z |
| datacite.date.embargoed.fl_str_mv | 2027-06-11T00:00:00Z |
| datacite.rights.fl_str_mv | http://purl.org/coar/access_right/c_f1cf |
| datacite.subjects.subject.fl_str_mv | Biorrefineria Biomassa lenhocelulósica Derivados de furanos Isopreno Kluyveromyces marxianus Resveratrol Biorefinery Furan derivatives Isoprene Lignocellulosic biomass Engenharia e Tecnologia::Biotecnologia Industrial |
| datacite.titles.title.fl_str_mv | Exploiting and engineering the non-conventional yeast Kluyveromyces marxianus for high-value compounds sustainable production Exploração e engenharia da levedura não convencional Kluyveromyces marxianus para a produção sustentável de compostos de alto valor agregado |
| dc.contributor.none.fl_str_mv | Domingues, Lucília RepositóriUM - Universidade do Minho |
| dc.creator.none.fl_str_mv | Baptista, Marlene Isabel Cerqueira Montenegro |
| dc.date.Accepted.fl_str_mv | 2025-06-11T00:00:00Z |
| dc.date.available.fl_str_mv | 2027-06-11T00:00:00Z |
| dc.date.embargoed.fl_str_mv | 2027-06-11T00:00:00Z |
| dc.format.none.fl_str_mv | application/pdf |
| dc.identifier.none.fl_str_mv | https://hdl.handle.net/1822/96495 |
| dc.language.none.fl_str_mv | eng |
| dc.rights.cclincense.fl_str_mv | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
| dc.rights.none.fl_str_mv | http://purl.org/coar/access_right/c_f1cf |
| dc.rights.rights.copyright.fl_str_mv | embargoedAccess (2 Years) |
| dc.subject.none.fl_str_mv | Biorrefineria Biomassa lenhocelulósica Derivados de furanos Isopreno Kluyveromyces marxianus Resveratrol Biorefinery Furan derivatives Isoprene Lignocellulosic biomass Engenharia e Tecnologia::Biotecnologia Industrial |
| dc.title.fl_str_mv | Exploiting and engineering the non-conventional yeast Kluyveromyces marxianus for high-value compounds sustainable production Exploração e engenharia da levedura não convencional Kluyveromyces marxianus para a produção sustentável de compostos de alto valor agregado |
| dc.type.none.fl_str_mv | http://purl.org/coar/resource_type/c_db06 |
| description | Biorrefinarias baseadas em biomassa lenhocelulósica têm surgido como alternativas sustentáveis aos métodos atuais baseados em combustíveis fósseis para a coprodução de biocombustíveis, energia e produtos químicos de alto valor agregado. Para alcançar a viabilidade económica das biorrefinarias, diversos compostos químicos foram identificados, incluindo furanos (como o 5-hidroximetilfurfural – HMF – e o furfural), que são blocos de construção de diversos produtos químicos utilizados em diferentes indústrias, e isopreno, um hidrocarboneto volátil amplamente utilizado na produção de borracha. Um outro composto com um mercado em rápida expansão, é o resveratrol, um polifenol comercializado pelas suas propriedades antioxidantes. O interesse na utilização da levedura não convencional Kluyveromyces marxianus como plataforma microbiana para a produção de biocombustíveis e compostos químicos de alto valor agregado com aplicações em diversas indústrias tem crescido consideravelmente. Aproveitando as características específicas de K. marxianus, como a termotolerância e a capacidade de metabolizar diversas fontes de carbono, este trabalho focou na exploração do seu potencial para a produção de compostos químicos de alto valor agregado, nomeadamente derivados de HMF e furfural, isopreno e resveratrol. Desta forma, os principais resultados desta tese incluem: (1) o estabelecimento de um isolado robusto tipo selvagem como biocatalisador para converter furfural e HMF nos seus derivados, álcool furfurílico e 2,5-bis(hidroximetil)furano (BHMF), respetivamente; (2) a construção de estirpes metabolicamente modificadas para a produção de isopreno, alcançando pela primeira vez a produção de isopreno a partir do hidrolisado celulósico de madeira de Eucalyptus globulus pré-tratada; (3) a construção de estirpes de K. marxianus geneticamente modificadas para a produção de resveratrol utilizando diferentes fontes de carbono sob condições de fermentação otimizadas, com as maiores concentração obtidas a partir do hidrolisado hemicelulósico de caroço de milho e do licor integral. Em conjunto, estes resultados demonstram o potencial da levedura K. marxianus como hospedeira microbiana para a produção de compostos de alto valor agregado, ressaltando a importância das suas características para o estabelecimento de bioprocessos sustentáveis, alinhados com os princípios de uma bioeconomia circular. |
| dirty | 0 |
| eu_rights_str_mv | embargoedAccess |
| format | doctoralThesis |
| fulltext.url.fl_str_mv | https://repositorium.uminho.pt/bitstreams/696aef2a-afac-4778-9d23-dc8000c1d2b9/download |
| id | rum_d9b7011bd433eef6ff5e30df2ef24abb |
| identifier.url.fl_str_mv | https://hdl.handle.net/1822/96495 |
| instacron_str | repositorium |
| institution | Universidade do Minho |
| instname_str | Universidade do Minho |
| language | eng |
| network_acronym_str | rum |
| network_name_str | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| oai_identifier_str | oai:repositorium.uminho.pt:1822/96495 |
| organization_str_mv | urn:organizationAcronym:repositorium |
| person_str_mv | Baptista, Marlene Isabel Cerqueira Montenegro |
| publishDate | 2025 |
| reponame_str | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| repository_id_str | urn:repositoryAcronym:rum |
| service_str_mv | urn:repositoryAcronym:rum |
| spelling | engporBiorrefinarias baseadas em biomassa lenhocelulósica têm surgido como alternativas sustentáveis aos métodos atuais baseados em combustíveis fósseis para a coprodução de biocombustíveis, energia e produtos químicos de alto valor agregado. Para alcançar a viabilidade económica das biorrefinarias, diversos compostos químicos foram identificados, incluindo furanos (como o 5-hidroximetilfurfural – HMF – e o furfural), que são blocos de construção de diversos produtos químicos utilizados em diferentes indústrias, e isopreno, um hidrocarboneto volátil amplamente utilizado na produção de borracha. Um outro composto com um mercado em rápida expansão, é o resveratrol, um polifenol comercializado pelas suas propriedades antioxidantes. O interesse na utilização da levedura não convencional Kluyveromyces marxianus como plataforma microbiana para a produção de biocombustíveis e compostos químicos de alto valor agregado com aplicações em diversas indústrias tem crescido consideravelmente. Aproveitando as características específicas de K. marxianus, como a termotolerância e a capacidade de metabolizar diversas fontes de carbono, este trabalho focou na exploração do seu potencial para a produção de compostos químicos de alto valor agregado, nomeadamente derivados de HMF e furfural, isopreno e resveratrol. Desta forma, os principais resultados desta tese incluem: (1) o estabelecimento de um isolado robusto tipo selvagem como biocatalisador para converter furfural e HMF nos seus derivados, álcool furfurílico e 2,5-bis(hidroximetil)furano (BHMF), respetivamente; (2) a construção de estirpes metabolicamente modificadas para a produção de isopreno, alcançando pela primeira vez a produção de isopreno a partir do hidrolisado celulósico de madeira de Eucalyptus globulus pré-tratada; (3) a construção de estirpes de K. marxianus geneticamente modificadas para a produção de resveratrol utilizando diferentes fontes de carbono sob condições de fermentação otimizadas, com as maiores concentração obtidas a partir do hidrolisado hemicelulósico de caroço de milho e do licor integral. Em conjunto, estes resultados demonstram o potencial da levedura K. marxianus como hospedeira microbiana para a produção de compostos de alto valor agregado, ressaltando a importância das suas características para o estabelecimento de bioprocessos sustentáveis, alinhados com os princípios de uma bioeconomia circular.application/pdfporExploiting and engineering the non-conventional yeast Kluyveromyces marxianus for high-value compounds sustainable productionAlternativeTitleporExploração e engenharia da levedura não convencional Kluyveromyces marxianus para a produção sustentável de compostos de alto valor agregadoBaptista, Marlene Isabel Cerqueira MontenegroDomingues, LucíliaHostingInstitutionOrganizationalRepositóriUM - Universidade do Minhoe-mailmailto:repositorium@usdb.uminho.ptrepositorium@usdb.uminho.ptTID1017042322025-06-1120252027-06-11T00:00:00Z2025-06-11T00:00:00ZHandlehttps://hdl.handle.net/1822/96495http://purl.org/coar/access_right/c_f1cfembargoed accessBiorrefineriaBiomassa lenhocelulósicaDerivados de furanosIsoprenoKluyveromyces marxianusResveratrolBiorefineryFuran derivativesIsopreneLignocellulosic biomasshttp://www.oecd.org/science/inno/38235147.pdfFields of Science and Technology (FOS)Engenharia e Tecnologia::Biotecnologia Industrial6743100 bytesliteraturehttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06doctoral thesis2025-06-11http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/embargoedAccess (2 Years)http://purl.org/coar/access_right/c_f1cfapplication/pdffulltexthttps://repositorium.uminho.pt/bitstreams/696aef2a-afac-4778-9d23-dc8000c1d2b9/download |
| spellingShingle | Exploiting and engineering the non-conventional yeast Kluyveromyces marxianus for high-value compounds sustainable production Baptista, Marlene Isabel Cerqueira Montenegro Biorrefineria Biomassa lenhocelulósica Derivados de furanos Isopreno Kluyveromyces marxianus Resveratrol Biorefinery Furan derivatives Isoprene Lignocellulosic biomass Engenharia e Tecnologia::Biotecnologia Industrial |
| status | SINGLETON |
| subject.fl_str_mv | Biorrefineria Biomassa lenhocelulósica Derivados de furanos Isopreno Kluyveromyces marxianus Resveratrol Biorefinery Furan derivatives Isoprene Lignocellulosic biomass |
| subject.other.fl_str_mv | Engenharia e Tecnologia::Biotecnologia Industrial |
| title | Exploiting and engineering the non-conventional yeast Kluyveromyces marxianus for high-value compounds sustainable production |
| title_full | Exploiting and engineering the non-conventional yeast Kluyveromyces marxianus for high-value compounds sustainable production |
| title_fullStr | Exploiting and engineering the non-conventional yeast Kluyveromyces marxianus for high-value compounds sustainable production |
| title_full_unstemmed | Exploiting and engineering the non-conventional yeast Kluyveromyces marxianus for high-value compounds sustainable production |
| title_short | Exploiting and engineering the non-conventional yeast Kluyveromyces marxianus for high-value compounds sustainable production |
| title_sort | Exploiting and engineering the non-conventional yeast Kluyveromyces marxianus for high-value compounds sustainable production |
| topic | Biorrefineria Biomassa lenhocelulósica Derivados de furanos Isopreno Kluyveromyces marxianus Resveratrol Biorefinery Furan derivatives Isoprene Lignocellulosic biomass Engenharia e Tecnologia::Biotecnologia Industrial |
| topic_facet | Biorrefineria Biomassa lenhocelulósica Derivados de furanos Isopreno Kluyveromyces marxianus Resveratrol Biorefinery Furan derivatives Isoprene Lignocellulosic biomass Engenharia e Tecnologia::Biotecnologia Industrial |
| url | https://hdl.handle.net/1822/96495 |
| visible | 1 |