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

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)

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