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Análises computacionais e utilização de ferramentas de biologia sintética para elucidar os mecanismos de interação e transporte de elétrons entre CDH e LPMO

Processo: 22/00539-6
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de julho de 2022 - 30 de junho de 2024
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
Convênio/Acordo: University of Manchester
Proposta de Mobilidade: SPRINT - Projetos de pesquisa - Mobilidade
Pesquisador responsável:Fernando Segato
Beneficiário:Fernando Segato
Pesq. responsável no exterior: Sam Hay
Instituição no exterior: University of Manchester, Inglaterra
Instituição-sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
Assunto(s):Enzimologia  Mono-oxigenases líticas de polissacarídeos  Bagaço de cana-de-açúcar  Celobiose  Oxirredução  Biologia estrutural  Biologia computacional 

Resumo

Recentemente, enzimas com mecanismos oxidativos atuando diretamente na celulose cristalina foram descritas como LPMOs. Desde então, essas enzimas vêm sendo adicionadas aos coquetéis comerciais potencializando seu desempenho, tornando estas enzimas o foco de diversos estudos envolvendo o seu modo de ação, interação com o substrato e doadores de elétrons, incluindo a enzima CDH. Através da análise da sequência de aminoácidos de LPMOs de diferentes fungos filamentosos foi encontrada uma região extra nas estruturas descritas até o momento. Análises computacionais anteriormente realizadas, envolvendo a interação entre CDHs e LPMOs evidenciaram que essas regiões extras podem servir como local de ancoragem para a enzima CDH, dando acesso a via de transferência de elétrons. Este projeto combinará o talento de dois pesquisadores, Dr. Sam Hay da Universidade de Manchester e Dr. Fernando Segato da Universidade de São Paulo, para estudar o mecanismo de acoplamento entre CDH e LPMO, bem como descrever a via de transferência de elétrons para o átomo de cobre no sítio ativo da enzima LPMO utilizando abordagens de biologia computacional e sintética. Os dados gerados nas análises computacionais pelo grupo do Prof. Hay serão utilizados para a construção de proteínas sinteticamente modificadas. As enzimas mutantes com potencial melhorado serão inseridas no sistema de expressão desenvolvido anteriormente pelo grupo do Prof. Segato Lab para melhorar a sacarificação da biomassa. Cada investigador principal (Pi) e pós-doc visitará a instituição do outro duas vezes. No primeiro ano, serão realizados os principais experimentos de laboratório e no segundo ano, cada Pi e pós-doc treinará o outro grupo em sua área de especialização. (AU)

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