Desenvolvimento de uma plataforma de expressão, baseada em E. coli, para a produção de enzimas envolvidas na hidrólise de biomassas lignocelulósicas

• Processo: 10/08089-2
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2010
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2015
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Sindelia Freitas Azzoni
• Beneficiário: Sindelia Freitas Azzoni
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Jose Geraldo da Cruz Pradella ; Marcelo Brocchi ; Roberto Ruller
• Bolsa(s) vinculada(s): 13/04961-5 - Método para a determinação da distribuição de clones em co-cultura através de PCR em tempo real, BP.TT; 11/15061-0 - Produção de hidrolases recombinantes em cultivos de alta densidade celular, BP.TT; 10/17968-0 - Produção de hidrolases recombinantes em cultivos de alta densidade celular, BP.TT
• Assunto(s): Fermentação Enzimas hidrolíticas Escherichia coli Contagem de células Antibióticos Biomassa lignocelulósica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: alta densidade celular | coli | cultivo livre de antibiótico | E | fermentação | hidrolases | secreção extracelular | Desenvolvimento de Bioprocessos

Resumo

O alto custo da hidrólise enzimática para conversão de biomassa lignocelulósica é uma questão que limita a produção do etanol de segunda geração. A superação deste problema passa, pela redução do custo de produção e aumento da eficiência dos coquetéis enzimáticos através do uso de tecnologia de DNA recombinante e da otimização de processos de fermentação e recuperação destas enzimas. O projeto aqui apresentado tem por objetivo desenvolver uma plataforma de produção de enzimas recombinantes utilizando Escherichia coli como hospedeiro. Através do emprego de técnicas de engenharia genética e novos vetores e linhagens de E. coli disponibilizadas recentemente, pretende-se solucionar dois inconvenientes da produção em larga escala de proteínas heterólogas em E. coli: baixa eficiência em secretar proteínas para o meio extracelular, e a dependência do uso de antibióticos. Utilizando-se as linhagens mutantes e a convencional para a expressão das enzimas (endoglicanase, xilanase, feruloil esterase), serão obtidos parâmetros críticos de fermentação em biorreatores, como a taxa de crescimento celular e de biossíntese de produto em condições de cultivo com alta densidade celular. Atenção especial será dada à otimização das condições de indução tais como tipo e concentração do indutor, vazão de alimentação, concentração da fonte de carbono e nitrogênio através da execução de um planejamento experimental. Espera-se, dessa forma, o desenvolvimento de uma plataforma e de um processo mais robusto e econômico para a produção de enzimas celulolíticas ou proteínas acessórias recombinantes, além da geração de novos conhecimentos especialmente direcionados à viabilização do etanol de segunda geração no Brasil. (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)

BUSSAMRA, BIANCA CONSORTI; FREITAS, SINDELIA; DA COSTA, ALINE CARVALHO. Improvement on sugar cane bagasse hydrolysis using enzymatic mixture designed cocktail. Bioresource Technology, v. 187, p. 173-181, JUL 2015. (08/57873-8, 10/08089-2, 12/23223-2)

FERREIRA, RAFAEL DA GAMA; AZZONI, ADRIANO RODRIGUES; FREITAS, SINDELIA. Techno-economic analysis of the industrial production of a low-cost enzyme using E. coli: the case of recombinant beta-glucosidase. BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS, v. 11, MAR 29 2018. (10/08089-2, 14/13974-6)

MARINO, M. A.; FREITAS, S.; MIRANDA, E. A.. ETHANOL PRECIPITATION OF GLYCOSYL HYDROLASES PRODUCED BY Trichoderma harzianum P49P11. Brazilian Journal of Chemical Engineering, v. 32, n. 2, p. 325-333, APR-JUN 2015. (10/08089-2)