Development of lignin active enzyme mixture to produce sugars from lignocellulosic biomass for production of fuels, chemicals and bio based materials

• Processo: 17/50025-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2017
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2019
• Área do conhecimento: Interdisciplinar
• Acordo de Cooperação: University of Nebraska - Lincoln
• Proposta de Mobilidade: SPRINT - Projetos de pesquisa - Mobilidade
• Pesquisador responsável: Fernando Segato
• Beneficiário: Fernando Segato
• Pesquisador Responsável no exterior: Mark Wilkins
• Instituição Parceira no exterior: University of Nebraska-Lincoln (UNL), Estados Unidos
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 14/18714-2 - Oxidação enzimática do bagaço de cana-de-açúcar: descoberta, caracterização e aplicação de novas enzimas oxidativas de carboidratos, voltadas para o desenvolvimento de um cell factory mais eficiente, AP.BIOEN.JP
• Assunto(s): Engenharia Degradação de biomassa Biomassa lignocelulósica Lignina Celulose Hemicelulose
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Engenharia

Resumo

A produção de combustíveis e produtos químicos a partir de materiais renováveis como é biomassa lignocelulósica não é um processo trivial, principalmente devido a sua recalcitrância o que dificulta a sua desconstrução. Esta recalcitrância é devida, principalmente à presença da lignina contida na parede celular da planta. A lignina pode ser quebrada ou removida da parede celular da planta por pré-tratamentos com custo elevado e que necessitam de produtos químicos, altas temperaturas e alta pressão. Lignina na biomassa lignocelulósica é resistente ao ataque de microrganismos, no entanto, os fungos de podridão branca produzem um número de enzimas que podem degradar este composto. Este projeto combinará a experiência de dois pesquisadores, o Dr. Wilkins da UNL e o Dr. Segato da EEL-USP para o desenvolvimento de um coquetel enzimático para degradar lignina, celulose e hemicelulose para produzir açucares que podem ser fermentados por microrganismos para produzir combustíveis e produtos químicos. O coquetel utilizará enzimas ativas em lignina produzidas heterologamente pelo Prof. Segato. Bagaço e palha de milho serão pré-tratados com água quente com vários graus de severidade pelo Prof. Wilkins e então hidrolisados por várias combinações de enzimas ativas em lignina e celulases. A otimização do coquetel será realizada por superfície de resposta. Cada Pi visitará a instituição correspondente duas vezes. No primeiro ano os experimentos serão feitos no laboratório principal e pós um lab. treinará o outro. (AU)

Publicações científicas

(5)

(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)

CAMARGO, SUELEN; MULINARI, EVANDRO J.; DE ALMEIDA, LEONARDO R.; BERNARDES, AMANDA; PRADE, ROLF A.; GARCIA, WANIUS; SEGATO, FERNANDO; MUNIZ, JOAO R. C.. Functional and structural characterization of an alpha-L-arabinofuranosidase from Thermothielavioides terrestris and its exquisite domain-swapped beta-propeller fold crystal packing. BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-PROTEINS AND PROTEOMICS, v. 1868, n. 12, p. 12-pg., 2020-12-01. (17/16291-5, 16/09152-6, 14/18714-2, 14/50897-0, 19/22284-7, 17/50025-0)

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VELASCO, JOSMAN; PELLEGRINI, VANESSA DE OLIVEIRA ARNOLDI; SEPULCHRO, ANA GABRIELA VEIGA; KADOWAKI, MARCO ANTONIO SEIKI; SANTO, MELISSA CRISTINA ESPIRITO; POLIKARPOV, IGOR; SEGATO, FERNANDO. Comparative analysis of two recombinant LPMOs from Aspergillus fumigatus and their effects on sugarcane bagasse saccharification. Enzyme and Microbial Technology, v. 144, MAR 2021. (19/22284-7, 15/13684-0, 14/06923-6, 14/18714-2, 19/01165-0, 17/50025-0)

LIU, ENSHI; SEGATO, FERNANDO; WILKINS, MARK R.. Fed-batch production of Thermothelomyces thermophilus lignin peroxidase using a recombinant Aspergillus nidulans strain in stirred-tank bioreactor. Bioresource Technology, v. 325, APR 2021. (14/18714-2, 17/50025-0)

LIU, ENSHI; SEGATO, FERNANDO; PRADE, ROLF A.; WILKINS, MARK R.. xploring lignin depolymerization by a bi-enzyme system containing aryl alcohol oxidase and lignin peroxidase in aqueous biocompatible ionic liquid. Bioresource Technology, v. 338, OCT 2021. (14/18714-2, 17/50025-0)