Estudo da expressão heteróloga de celulases de Acremonium strictum em linhagens de Saccharomyces cerevisiae visando a produção de bioetanol de segunda geração

Resumo

A levedura Saccharomyces cerevisiae é o micro-organismo mais utilizado para produção de etanol por apresentar uma excelente capacidade fermentativa e ser tolerante aos estresses gerados nos processos fermentativos industriais. No entanto, esta levedura não consegue metabolizar carboidratos complexos em etanol, como por exemplo, a celulose, componente majoritário do bagaço de cana de açúcar, fazendo-se assim necessária a hidrólise da celulose em glicose para posterior conversão da glicose em etanol. Neste sentido, este projeto objetiva realizar a expressão heteróloga de celulases originárias de Acremonim strictum, micro-organismo silvestre isolado do Bioma Brasileiro, em S. cerevisiae visando à produção de etanol de segunda geração através da sacarificação e fermentação simultânea de bagaço de cana de açúcar. Serão estudadas 2 linhagens de Saccharomyces cerevisiae: uma linhagem industrial (Pedra-2) e uma linhagem de laboratório (FY23). O vetor empregado para a expressão das celulases: endoglucanase (gene 006) e uma ²-glicosidase (gene 249) que foram isoladas de A. strictum em estudos anteriores, será o vetor p423-TEF que apresenta a histidina (HIS3) como marcador auxotrófico. Após a confirmação da expressão das enzimas, serão realizadas fermentações empregando a combinação de diferentes substratos: Avicel (celulose comercial), celobiose, glicose, melaço, além de bagaços de cana in natura e pré-tratados (explosão à vapor e explosão à vapor deslignificado). As fermentações serão realizadas em shakers em anaerobiose à 30ºC durante 120 horas. Posteriormente os produtos gerados durante a fermentação serão analisados por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) e a biomassa gerada será quantificada por gravimetria (massa seca). Por fim, dentre as fermentações realizadas, a que apresentar o melhor fator de conversão de substrato em etanol (YP/S) será conduzida em fermentador de bancada. (AU)