Valorização da lignina em plantas de etanol celulósico: a conversão biocatalítica via ácido ferúlico a produtos químicos de alto valor

• Processo: 15/50590-4
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Temático
• Vigência: 01 de junho de 2017 - 31 de janeiro de 2023
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Convênio/Acordo: BBSRC, UKRI
• Pesquisador responsável: Fábio Márcio Squina
• Beneficiário: Fábio Márcio Squina
• Pesq. responsável no exterior: Tim David Howard Bugg
• Instituição no exterior: University of Warwick, Inglaterra
• Instituição Sede: Pró-Reitoria de Pós-Graduação, Pesquisa, Extensão e Inovação. Universidade de Sorocaba (UNISO). Sorocaba , SP, Brasil
• Auxílios(s) vinculado(s): 20/05784-3 - EMU concedido no processo 15/50590-4: sistema cromatográfico e detectores para análise de açúcares e monolignois de lignocelulose, AP.EMU
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/09248-4 - Conversão de lignina a ácido ferúlico (WP2), BP.TT; 22/05117-2 - PP1 - Integração entre valorização de lignina e plantas de etanol celulósico, BP.TT; 21/14783-3 - Conversão de lignina a ácido ferúlico (PP2), BP.TT; + mais bolsas vinculadas 21/13886-3 - PP4 - Intensificação de bioprocessos, ampliação da produção de produtos químicos e processamento da lignocelulose, BP.TT; 21/04254-3 - Desenvolvimento de conceitos de biorrefinaria via conversão de ácido cumarico em compostos de alto valor, BP.PD; 21/08564-7 - Conversão de lignina a ácido ferúlico (WP2), BP.TT; 20/15483-0 - Processos biocatalíticos para produção de químicos de alto valor a partir de correntes de lignina, BP.TT; 20/14543-0 - PP3 - produção biocatalítica de fragrância a partir de ácido ferúlico, BP.TT; 20/11019-8 - PP1: integração entre valorização de lignina e plantas de etanol celulósico, BP.TT; 20/03474-7 - PP3: produção biocatalítica de fragrância a partir de ácido ferúlico, BP.TT; 20/03051-9 - PP4: intensificação de bioprocessos, ampliação da produção de produtos químicos e processamento da lignocellulose, BP.TT; 19/26321-4 - Conversão de lignina a ácido ferúlico (PP2), BP.TT; 18/18101-1 - Desenvolvimento do sistema CRISPR/Cas9 em Rhodococcus jostii RHA1 para produção de químicos de alto valor a partir de correntes de lignina, BP.DD; 17/08166-6 - Desenvolvimento de uma levedura capaz de converter material lignocelulósico em ácido ferúlico, BP.DR; 17/16089-1 - Produção de correntes de lignina, triagem metagenômica e conversão biocatalítica de lignina em ácido ferúlico, BP.PD; 17/05901-7 - Construção de vetor para expressão do sistema CRISPR/Cas9 em E. coli-Rhodococcus visando acúmulo de ácido ferúlico em mutantes de Rhodococcus jostii RHA1, BP.MS; 16/09950-0 - Caracterização funcional, estrutural e aplicação biotecnológica de mono-oxigenases líticas de polissacarídeos do cupim inferior Coptotermes gestroi, BP.PD; 16/07926-4 - Novas estratégias integrativas através de uma aldoketo redutase do cupim Coptotermes gestroi para sacarificação, detoxificação e fermentação de lignocelulose visando a produção de bioetanol, BP.DR - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Biologia sintética Biocatálise Bioprocessos Bioetanol Celulose Lignina Biorrefinarias Sustentabilidade Bioenergia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biocatalyst | Bioprocess | Cellulosic Ethanol | Development | Lignin Valorization | Synthetic Biology
• Publicação FAPESP: https://media.fapesp.br/bv/uploads/pdfs/fapesp_uk_MNDPOK2_24_24.pdf

Resumo

A lignina pode ser obtida como um subproduto da produção de etanol celulósico e é uma fonte potencial de substâncias químicas renováveis. Porém, o desenvolvimento de métodos para a valorização de lignina faz-se necessário, pois a valorização de correntes ricas em lignina em plantas de etanol celulósico é um grande desafio para desenvolvimento de biorrefinaria sustentáveis. Esta proposta baseia-se um processo de parceria BBSRC já existente e reúne expertise na descoberta de biocatalisadores e produção de etanol celulósico (CTBE), com experiência em valorização biocatalítica de lignina (Warwick) e a produção de produtos químicos de alto valor por biocatálise (Manchester, UCL). Neste sentido, o objetivo geral é gerar novos métodos para a valorização lignina através do intermediário ácido ferúlico, o qual é passível de ser produzido a partir de lignina, como descrito em trabalhos anteriores dos pesquisadores principais envolvidos neste projeto. O projeto envolverá os seguintes pacotes de trabalho: 1) otimização da geração de lignina integrado a produção de bioetanol celulósico; 2) conversão de lignina para ácido ferúlico utilizando biologia sintética; 3) conversão enzimática do ácido ferúlico em L-Dopa; 4) biocatálise de fragrâncias químicas de alto valor (acetato coniferílico, isoeugenol) a partir de ácido 
ferúlico; 5) a intensificação de bioprocessos e scale-up da produção destes produtos químicos a partir de matérias-primas renováveis; 6) avaliação técnica e sustentabilidade. Tecnologia desenvolvida no projeto serão aplicados aos grandes matérias-primas vegetais utilizados no Brasil (cana-de-açúcar) ou o Reino Unido (trigo). (AU)

Publicações científicas

(23)

(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)

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MOREIRA, EDIMAR A.; PERSINOTI, GABRIELA F.; MENEZES, LETICIA R.; PAIXAO, DOUGLAS A. A.; ALVAREZ, THABATA M.; CAIRO, JOAO P. L. FRANCO; SQUINA, FABIO M.; COSTA-LEONARDO, ANA MARIA; RODRIGUES, ANDRE; SILLAM-DUSSES, DAVID; et al. Complementary Contribution of Fungi and Bacteria to Lignocellulose Digestion in the Food Stored by a Neotropical Higher Termite. FRONTIERS IN ECOLOGY AND EVOLUTION, v. 09, APR 26 2021. (15/21497-6, 16/09950-0, 18/22839-6, 15/50590-4)