Production of a Recombinant Swollenin from Trichoderma harzianum in Escherichia coli and Its Potential Synergistic Role in Biomass Degradation

• Processo: 17/18448-9
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2017
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2018
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Anete Pereira de Souza
• Beneficiário: Anete Pereira de Souza
• Instituição Sede: Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética (CBMEG). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Trichoderma harzianum Biomassa Genética molecular
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biomass | degradation | expansin | overexpression | swollenin | Trichoderma harzianum | Genética Molecular

Resumo

ResumoAs swolleninas fúngicas (SWOs) constituem uma classe de proteínas acessórias que são homólogas às expansinas de plantas canônicas. Expansinas e proteínas relacionadas à expansina são bem conhecidas por atuar na desaglomeração da estrutura de celulose afrouxando as macrofibrilas. Consequentemente, as SWOs podem aumentar a acessibilidade e a eficiência das outras enzimas envolvidas na sacarificação de substratos celulósicos. Assim, os SWOs são metas promissoras para melhorar a hidrólise da biomassa vegetal e para uso como um aditivo para aumentar a eficiência de um cocktail de enzimas projetado para a produção de biocombustíveis.Resultados: Aqui, relatamos a caracterização inicial de uma SWO de Trichoderma harzianum (ThSwo) que foi produzida com sucesso usando Escherichia coli como hospedeiro. Inicialmente, os dados do transcriptome e do secretoma foram utilizados para comparar a expressão do gene swo e a quantidade de ThSwo segregada. Os resultados da modelagem estrutural e análise filogenética da proteína ThSwo mostraram que ThSwo preserva algumas características estruturais das expansinas da planta e da enzima de família glicosil hidrolase-45, mas diverge evolutivamente de ambas as classes de proteínas. O ThSwo recombinante foi purificado com um alto rendimento e com alta pureza e mostrou dobramento secundário similar ao de uma SWO fungica nativa. Os ensaios de bioatividade revelaram que o ThSwo recombinante purificado criou uma superfície áspera e amorfa na Avicel e mostrou um alto efeito sinérgico com uma xilanase comercial de T. viride, aumentando o seu desempenho hidrolítico até 147 ± 7%.Conclusões: muitos aspectos da estrutura e mecanismo de ação da SWO fúngica permanecem desconhecidos. No presente estudo, produzimos uma SWO ativa recombinante de T. harzianum usando um hospedeiro procariótico e confirmamos seu papel potencial sinérgico na degradação da biomassa. Nosso trabalho prepara o caminho para novos estudos avaliando a estrutura e função desta proteína, especialmente no que se refere ao seu uso na biotecnologia. (AU)