Engenharia de transportadores de xilose de Trichoderma reesei para melhoramento do sistema de transporte de açúcar em Saccharomyces cerevisiae

Resumo

Uma vez que a produção do etanol de segunda geração (2G) ainda não é tão consolidada como a produção do etanol 1G, ainda há muito o que ser explorado para otimizar o processo. Dentre as possibilidades mais estudadas, o melhoramento da etapa de fermentação se destaca. A glicose e a xilose são os dois açúcares mais abundantes da biomassa lignocelulósica, desse modo é crucial que sejam eficientemente metabolizados. Em contrapartida, a levedura mais usada em bioprocessos é a Saccharomyces cerevisiae, que não é capaz de fermentar pentoses como a xilose. Portanto, é preciso melhorar tanto o metabolismo de pentoses da S. cerevisiae, quanto aprimorar o transporte desses açúcares. Desta forma, este projeto foca na linha de transportadores de xilose. Até os dias atuais muitos estudos têm buscado transportadores naturalmente específicos para xilose, mas a maioria deles possui mais afinidade para glicose do que pela xilose. Uma alternativa para construir leveduras que transportem xilose eficientemente envolve a engenharia desses transportadores, buscando aumentar sua afinidade pela pentose e diminuir sua afinidade pela glicose. Com base em análises prévias do nosso grupo de pesquisa, foram selecionados dois transportadores de açúcar de T. reesei (Tr62380 e Tr82309) a fim de solucionar essa problemática. A partir da análise das sequências desses transportadores, serão selecionados motivos descritos na literatura como importantes para o transporte de xilose e sítios de fosforilação para mutações nessas regiões dos transportadores. Em seguida, serão construídos modelos da proteína in silico e será feita uma análise de docking molecular para mensurar a potencial afinidade da proteína mutante por glicose e xilose e assim triar as mutações que podem ser mais interessantes. Após a triagem serão construídos cassetes de expressão que irão conter as proteínas mutantes e serão transformados em uma linhagem de S. cerevisiae sem transportadores de hexoses e capaz de metabolizar xilose. As proteínas terão seus parâmetros cinéticos mensurados em relação às proteínas selvagens. Ao final deste trabalho, é esperado que as mutações gerem proteínas mais eficientes no transporte de xilose, com uma menor afinidade por glicose. (AU)