Enzimas que degradam polissacarídeos: da obtenção à aplicação como inseticida, fungicida e em reciclagem de tecidos

• Processo: 22/15172-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2025
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Orgânica
• Pesquisador responsável: Dulce Helena Ferreira de Souza
• Beneficiário: Dulce Helena Ferreira de Souza
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Química de macromoléculas Fungicidas Celulase Enzimologia Quitinases Reciclagem Polissacarídeos Tecidos Algodão
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: atividade fungicida | Atividade inseticida | Celulases | Enzimologia | quitinases | Reciclagem de tecido | Quimica de Macromoléculas

Resumo

Enzimas que hidrolisam ligações glicosídicas e, portanto, degradam polissacarídeos, são alvos de pesquisas visando aplicações biotecnológicas. Nosso grupo de pesquisa tem se dedicado ao estudo de vias metabólicas de polissacarídeos focando, principalmente, nas enzimas envolvidas na degradação de algumas classes de polissacarídeos como xilano, pectina, celulose e quitina. No presente projeto propomos o estudo de duas classes de enzimas, celulases e quitinases, com o objetivo de obtenção das enzimas e estudos de possíveis aplicações biotecnológicas das mesmas. Celulases têm sido amplamente estudadas para aplicações em indústrias de papel, farmacêutica, de alimentos, na indústria de produção de etanol de segunda geração e, mais recentemente, como potencial uso na reciclagem de tecido de algodão ou misto algodão-fibra sintética. Do nosso conhecimento, esses estudos têm sido desenvolvidos com enzimas comerciais. Nós isolamos e caracterizamos duas celulases, uma endoglucanase e uma ²-glucosidase, de Lasiodiplodia theobromae, fungo que ataca plantações de diversas frutas. Neste projeto, avaliaremos a atividades dessas duas celulases na hidrólise de celulose presente em tecido de algodão e misto algodão-fibra sintética. Como a celulose é recalcitrante há a necessidade de pré-tratamento do tecido que pode ser químico, térmico ou mecânico. Assim, o estudo visa encontrar as melhores condições de pré-tratamento e de hidrólise. Também é objetivo do projeto testar o conceito de Economia Circular, usando a glicose liberada na hidrólise do tecido como substrato para fermentação por S. cerevisiae para obtenção de etanol.Quitinases, enzimas que degradam quitina, têm sido estudadas como potenciais aplicação em biocontrole de insetos e fungos. Em projeto anterior foram clonados DNAs de formiga cortadeira e duas cadeias polipeptídicas constituídas por domínios catalíticos de quitinase e domínio de ligação à quitina (CBM) foram expressas em P. pastoris. Essas enzimas apresentaram atividade inseticida e fungicida. No presente projeto serão obtidas três enzimas recombinantes sem os CBMs e que não apresentam alta identidade sequencial, que serão avaliadas quanto à suas atividades inseticida e fungicida, fornecendo informações sobre a função do CBM nessas atividades e sobre os diferentes domínios catalíticos.As metodologias envolvidas no desenvolvimento do projeto são de domínio do grupo de pesquisa e os resultados esperados contribuirão para a área de biotecnologia. (AU)