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Uma ²-glucosidase GH1 modificada apresenta maior tolerância à glicose e maior liberação de açúcar a partir de materiais lignocelulósicos

Processo: 19/04765-8
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
Vigência: 01 de abril de 2019 - 30 de setembro de 2019
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
Pesquisador responsável:Anete Pereira de Souza
Beneficiário:Anete Pereira de Souza
Instituição-sede: Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética (CBMEG). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Biologia computacional  Biomassa  Biotecnologia  Enzimas  Mutação 

Resumo

As ²-glucosidases desempenham um papel crítico entre as enzimas nos coquetéis enzimáticos projetados para a desconstrução da biomassa vegetal. Ao catalisar a quebra de liga�es? -1,4-glicos�icas, as? -Glucosidases produzem glicose ferment�el livre e aliviam a inibi�o de outras celulases por celobiose durante a sacarifica�o. Apesar deste benefício, a maioria das ²-glicosidases fungosas apresentam atividade fraca em altas concentrações de glicose, limitando a hidrólise enzimática da biomassa vegetal em ambientes industriais. Neste estudo, análises estruturais combinadas com mutagênese dirigida melhoraram eficientemente as propriedades funcionais de uma ²-glicosidase de GH1 altamente expressa por Trichoderma harzianum (ThBgl) sob condições de degradação de biomassa. A enzima adaptada apresentou altos níveis de tolerância à glicose, confirmando que a tolerância à glicose pode ser alcançada pela substituição de dois aminoácidos que atuam como gatekeepers, alterando a acessibilidade do local ativo e impedindo a inibição do produto. Além disso, a eficiência aumentada da enzima manipulada em termos de quantidade de glicose liberada e produção de etanol foi confirmada por sacarificação e experimentos simultâneos de sacarificação e fermentação usando uma ampla gama de matérias primas de biomassa vegetal. Nossos resultados não apenas confirmam experimentalmente a base estrutural da tolerância à glicose em ²-glicosidases de GH1, mas também demonstram uma estratégia para melhorar as tecnologias de produção de bioetanol com base na hidrólise enzimática. (AU)