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Caracterização de enzimas de fungos filamentosos com potencial de aplicação biotecnológica

Processo: 11/50967-0
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de dezembro de 2011 - 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 

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)