Caracterização de enzimas de fungos filamentosos com potencial de aplicação biotecnológica

• Processo: 11/50967-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2011
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2013
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
• Pesquisador responsável: Rosa dos Prazeres Melo Furriel
• Beneficiário: Rosa dos Prazeres Melo Furriel
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Assunto(s): Biotecnologia Enzimas Biomassa lignocelulósica Hidrólise enzimática Fungos termófilos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bionergia | Enzimas Ativadas Pelo Produto

Resumo

Atualmente é grande o interesse na produção de etanol celulósico; além disso, vem crescendo no Brasil a percepção de que as enzimas têm participação importante no desenvolvimento do país. Apesar de décadas de pesquisa, o conhecimento necessário para a sacarificação enzimática total de resíduos lignocelulósicos ainda é deficiente, e um dos desafios a vencer é a inibição das enzimas envolvidas pelos produtos de reação. Uma estratégia simples para contorná-lo é o uso de grandes quantidades de enzimas na reação, resultando, entretanto, no encarecimento do processo. Dados publicados pelo nosso grupo mostram que os fungos termófilos produzem enzimas celulolíticas e hemicelulolíticas tolerantes e até ativadas pelos produtos, o que é altamente desejável para a sacarificação total de materiais lignocelulósicos. Recentemente, uma amilase tolerante aos produtos também foi identificada. No projeto atual, pretende-se melhorar o entendimento dos mecanismos cinéticos de estimulação dessas enzimas pelos produtos e compreender as características estruturais subjacentes a essa estimulação. Será investigada também a participação de ligninases e xilanases no processo de celulolíse, e a formulação de coquetéis eficientes para a hidrólise de resíduos lignocelulósicos. O plano de trabalho envolve a otimização da produção de celulases, ß-glicosidases, lacases, xilanases e amilases por diferentes fungos termófilos e mesofilos, em meios de baixo custo, seguida de purificação, caracterização bioquímica e biofísica das enzimas, sequenciamento, clonagem e expressão heteróloga das enzimas de maior interesse e formulação de coquetéis eficientes para a sacarificação de papel de descarte, bagaço de cana, palha de cana e outros resíduos. A caracterização cinética e biofísica de uma B-glucosidase estimulada por glicose e xilose produzida pelo fungo termófilo Humicola insolens, nas formas recombinante e não recombinante, é uma parte central do projeto. Os dados pretendidos contribuirão para o conhecimento dos mecanismos de ativação de enzimas pelos produtos e do potencial de utilização de enzimas de fungos termófilos na hidrólise de celulose e amido, e também para a formulação de coquetéis enzimáticos eficientes na hidrólise de materiais lignocelulósicos. (AU)