Investigação de mecanismos oxidativos envolvidos na quebra da biomassa lignocelulósica pelo cupim inferior Coptotermes gestroi

Resumo

Os cupins são insetos sociais que desempenham papéis fundamentais no ciclo do carbono em florestas tropicais. Eles exibem divisão de trabalho entre suas castas e são altamente eficientes na degradação de lignoceluloses. Recentemente, a literatura tem sugerido que os mecanismos redox auxiliares poderiam ocorrer em cupins para a degradação de biomassa vegetal. Com base nesta hipótese, iniciamos em 2012 o projeto de doutorado para tentar entender e investigar esses mecanismos redox no cupim inferior Coptotermes gestroi. Nos últimos três anos, a literatura tem relatado que enzimas Pro-oxidantes, anti-oxidantes e de desintoxicação (PADs) poderiam atuar em sinergismo com celulases e hemicelulases de cupins, para hidrolisar biomassa lignocelulósica. Em nosso estudo de doutorado, descobrimos que além de PADs, C. gestroi pode transcrever genes e secretar enzimas com alta similaridade com as enzimas classificadas como de Atividades Auxiliares (AA) do banco de dados CAZy. Em fungos de podridão parda, estas enzimas estão relacionadas com a geração de componentes de Fenton, que tem sido correlacionada degradação da lignocelulose. Além disso, dados muito recentes deste projeto de doutorado revelou que C. gestroi tem a capacidade de gerar os componentes redox semelhantes a reação de Fenton, como H2O2, Fe2 + e HO *. No entanto, é prematuro sugerir se cupins realizam reações semelhantes a química de Fenton em seu intestino. Para validar nossa hipótese mais estudos são necessários. Por isso, no último semestre, realizamos estudos para verificar se esses componentes redox gerados por C. gestroi poderia agir para modificar a lignina e celulose em um padrão semelhante ao fungos de podridão parda. Notavelmente, temos obtido resultados preliminares positivos, mostrando que o extrato bruto de C. gestroi pode realizar modificações na lignina em um padrão semelhante aos componentes de Fenton. Assim, o principal objetivo deste BEPE é investigar se enzimas AA e PAD e o extrato bruto de C. gestroi podem promover mecanismos oxidativos em biomassas lignocelulose. Além disso, vamos tentar compreender a contribuição das enzimas PAD e AA do cupim C. gestroi acerca deste fenômeno de oxidação. (AU)