Expanding the knowledge on lignocellulolytic and redox enzymes of worker and soldier castes from the lower termite Coptotermes gestroi

• Processo: 16/18651-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2016
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2017
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Fábio Márcio Squina
• Beneficiário: Fábio Márcio Squina
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Biocombustíveis de segunda geração Biomassa Bioprodutos Lignocelulose Enzimas Enzimas oxirredutoras Cupim Publicações de divulgação científica Artigo científico
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Combustíveis de segunda geração | Cupim | Digestoma de Cupim | Enzimas Ativas em Carboidratos | Enzimas Auxiliares Ativas em Carboidratos | Mecanismos Redox | Conversão da Biomassa Vegetal em Bioprodutos

Resumo

Os cupins são considerados um dos decompositores mais eficientes de lignoceluloses na Terra devido à sua capacidade de sintetizar e secretar, juntamente com os seus simbiontes microbianos, um repertório de enzimas ativas em carboidratos (enzimas CAZy). Recentemente, um grupo de enzimas pró-oxidante, antioxidante e de desintoxicação (PAD) também foram correlacionados com o metabolismo de carboidratos e lignina em cupins. O cupim inferior Coptotermes gestroi é considerado a principal praga urbana no Brasil, causando danos a construções de madeira. Recentemente, a análise do repertório enzimático de C. gestroi revelou a presença de diferentes enzimas CAZy. Como o perfil de genes de CAZy/PAD sintetizado endogenamente por C. gestroi e também pelos seus  simbiontes protistas ainda não está claro, o objetivo deste estudo foi explorar o repertório eucariótico destas enzimas nas castas dos operários e soldados de C. gestroi. Nossos resultados mostraram que operários e soldados apresentaram repertórios semelhantes de enzimas CAZy e PAD, bem como também confirmou que a endo-glucanase- (GH-9) e a beta-glucosidases-(GH-1) foram as mais famílias representativas de hidrolases glicosídicas relacionadas com a degradação da lignocelulose em ambas as castas. Celulases clássicas, tais como exo-glucanases- (GH-7) e endo-glucanases- (GH-5 e GH-45), bem como xilanases- clássicas (GH-10 e GH-11), foram encontrados em ambas as castas, sendo taxonomicamente relacionadas somente aos protistas, destacando a importância da simbiose em C. gestroi. Além disso, nossa análise revelou a presença de enzimas das famílias de Atividade Auxiliares (AAs), que podem ser relacionados com modificações da lignina nos digestomas de cupins. Em conclusão, este artigo expandiu o conhecimento sobre genes e proteínas relacionadas às enzimas CAZy e PAD sintetizados por operários e soldados de cupins inferiores, revelando novas enzimas candidatas à processos de biocombustíveis de segunda geração. (AU)