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Obtenção de enzimas e compostos quelantes de metais produzidos por basidiomicetos e sua relação com a degradação de compostos recalcitrantes

Processo: 07/00993-9
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de setembro de 2007 - 31 de agosto de 2009
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
Pesquisador responsável:Adriane Maria Ferreira Milagres
Beneficiário:Adriane Maria Ferreira Milagres
Instituição-sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
Assunto(s):Basidiomycota  Quelantes  Lignina 

Resumo

O projeto proposto pretende avaliar o papel dos compostos quelantes de metal produzidos por basidiomicetos de decomposição branca em conjunto com fenoloxidases na degradação dos compostos de natureza recalcitrante. Como modelos serão empregados: azure B, Poly-R , Remazol Brilliant Blue (RBBR), lignina, celulose e hemicelulose. Os basidiomicetos de decomposição branca geralmente produzem lacase e/ou manganês peroxidase (MnP), mas existem aqueles que produzem associadamente lignina peroxidase (LiP), a única enzima que degrada estruturas aromáticas não fenólicas. Contudo há um grande número de fungos de decomposição branca que degrada eficientemente tais estruturas sem produzir lignina peroxidase. Tal fato indica que no mínimo uma enzima ligninolítica é essencial para degradação de compostos não fenólicos, contudo MnP ou lacase são capazes de modificar ou degradar apenas estruturas fenólicas. Na ausência de LiP estes fungos devem possuir um mecanismo pelo qual unidades não fenólicas de lignina sejam degradadas a unidades fenólicas, possibilitando que ocorra a ação de MnP e/ou lacase. Outros metabólitos além das enzimas devem estar envolvidos na biodegradação de tais compostos, principalmente nos estágios iniciais de biodegradação. Compostos capazes de reduzir Fe+3 a Fe+2 na presença de peróxido de hidrogênio geram radicais OH através da reação de Fenton. Este radical reage com os compostos aromáticos de diversas formas podendo converter as unidades não fenólicas em fenólicas pela adição do radical OH em posições não substituídas do anel aromático. Com o objetivo de investigar tais efeitos propõe-se acompanhar a produção de LiP, MnP, lacase e celobiose desidrogenase de extratos de cultivos de Lentinula edodes, Trametes versicolor (basidiomicetos de decomposição branca que degradam todos os componentes da madeira), Pereniporia medulla panis (basidiomiceto de decomposição branca seletivo para lignina). A atividade redutora de íons Fe+3 nos extratos destes fungos será determinada utilizando ferrozina. Extratos contendo as enzimas e quelantes de metal secretados pelo fungo serão separadas por um processo de ultrafiltração através de membrana seletiva com retenção de moléculas maiores que 5 kDa. O extrato com maior produção de quelantes será submetido a uma etapa de purificação por cromatografia e os compostos quelantes serão avaliados na degradação de alguns compostos recalcitrantes. (AU)

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
ARANTES, VALDEIR; MILAGRES, ADRIANE M. F.; FILLEY, TIMOTHY R.; GOODELL, BARRY. Lignocellulosic polysaccharides and lignin degradation by wood decay fungi: the relevance of nonenzymatic Fenton-based reactions. Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology, v. 38, n. 4, p. 541-555, APR 2011. Citações Web of Science: 76.
MUSSATTO, SOLANGE I.; DRAGONE, GIULIANO; FERNANDES, MARCELA; MILAGRES, ADRIANE M. F.; ROBERTO, INES C. The effect of agitation speed, enzyme loading and substrate concentration on enzymatic hydrolysis of cellulose from brewer's spent grain. Cellulose, v. 15, n. 5, p. 711-721, 2008. Citações Web of Science: 41.

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