Criação de uma Endoxilanase Alostérica por Evolução Dirigida para aplicação na Biotecnologia Industrial

• Processo: 10/07133-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2010
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2013
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Pesquisador responsável: Richard John Ward
• Beneficiário: Lucas Ferreira Ribeiro
• Instituição Sede: Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 08/57908-6 - Instituto Nacional de Biotecnologia para o Bioetanol, AP.BIOEN.TEM
• Assunto(s): Endo-1,4-beta-xilanases Evolução dirigida Enzimas Enzimas multifuncionais Engenharia de proteínas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: alosterismo | Enzimas industriais | Enzimas multifuncionais | Evolução dirigida | Inserção de domínios | xilanase | Engenharia de Proteínas

Resumo

O projeto propõe o uso de uma nova abordagem de evolução dirigida, que permite a criação de proteínas alostéricas por recombinação "in vitro" de dois genes não homólogos. Esta técnica permite "evoluir" enzimas para que sejam estimuladas pelo produto, sem a necessidade de alterar o sitio catalítico, o que poderia levar a uma diminuição na atividade enzimática. A partir da utilização de uma biblioteca de inserção aleatória de domínios, que teve sua variabilidade aumentada pela permutação circular aleatória de um dos domínios, pode-se posteriormente selecionar proteínas quiméricas mutadas com propriedades alostéricas. Será adotada como modelo de estudo uma enzima com aplicações industriais e com característica mesofílicas (endoxilanase A do Bacillus subtilis). Esta será fundida de forma randômica a uma proteína periplasmática de ligação a D-xilose (XBP), objetivando a criação de uma interface entre estes domínios, o que poderá levar a uma modulação positiva na atividade xilanásica, em decorrência a ligação da D-xilose. A estratégia permitirá um estudo mais detalhado de mapeamento molecular o qual proporcionará uma plataforma interessante para explorar as bases estruturais sobre como evolui o alosterismo na natureza.

Publicações científicas

(6)

(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)

TULLMAN, JENNIFER; NICHOLES, NATHAN; DUMONT, MATT R.; RIBEIRO, LUCAS F.; OSTERMEIER, MARC. Enzymatic protein switches built from paralogous input domains. Biotechnology and Bioengineering, v. 113, n. 4, p. 852-858, APR 2016. (10/07133-8)

RIBEIRO, LUCAS FERREIRA; TULLMAN, JENNIFER; NICHOLES, NATHAN; BERGAMACHI SILVA, SERGIO RUSCHI; VIEIRA, DAVI SERRADELLA; OSTERMEIER, MARC; WARD, RICHARD JOHN. A xylose-stimulated xylanase-xylose binding protein chimera created by random nonhomologous recombination. BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS, v. 9, JUN 6 2016. (10/18850-2, 10/10184-3, 10/07133-8)

RIBEIRO, LUCAS F.; BRESSAN, FABIANA; FURTADO, GILVAN P.; MEIRELES, FLAVIO; WARD, RICHARD J.. D-Xylose detection in Escherichia coli by a xylose binding protein-dependent response. Journal of Biotechnology, v. 168, n. 4, p. 440-445, DEC 2013. (10/18850-2, 10/07133-8)

FONSECA-MALDONADO, RAQUEL; RIBEIRO, LUCAS F.; FURTADO, GILVAN P.; ARRUDA, LETICIA M.; MELEIRO, LUANA P.; ALPONTI, JULIANA S.; BOTELHO-MACHADO, CARLA; VIEIRA, DAVI S.; BONNEIL, ERIC; MELO FURRIEL, ROSA DOS PRAZERES; et al. Synergistic action of co-expressed xylanase/laccase mixtures against milled sugar cane bagasse. Process Biochemistry, v. 49, n. 7, p. 1152-1161, JUL 2014. (10/18850-2, 08/05181-5, 10/07133-8, 07/01623-0, 09/50838-5)

RIBEIRO, LILIANE F. C.; DE LUCAS, ROSYMAR C.; VITCOSQUE, GABRIELA L.; RIBEIRO, LUCAS F.; WARD, RICHARD J.; RUBIO, MARCELO V.; DAMASIO, ANDRE R. L.; SQUINA, FABIO M.; GREGORY, REBECCA C.; WALTON, PAUL H.; et al. A novel thermostable xylanase GH10 from Malbranchea pulchella expressed in Aspergillus nidulans with potential applications in biotechnology. BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS, v. 7, JUL 29 2014. (10/18850-2, 12/12859-3, 13/18910-3, 10/07133-8, 10/10184-3, 12/02017-5, 10/52322-3, 08/57908-6)

FURTADO, GILVAN P.; SANTOS, CAMILA R.; CORDEIRO, ROSA L.; RIBEIRO, LUCAS F.; DE MORAES, LUIZ A. B.; DAMASIO, ANDR R. L.; POLIZELI, MARIA DE LOURDES T. M.; LOURENZONI, MARCOS R.; MURAKAMI, MARIO T.; WARD, RICHARD J.. Enhanced xyloglucan-specific endo-beta-1,4-glucanase efficiency in an engineered CBM44-XegA chimera. Applied Microbiology and Biotechnology, v. 99, n. 12, p. 5095-5107, JUN 2015. (10/18850-2, 12/20549-4, 13/18910-3, 13/13309-0, 14/07135-1, 10/07133-8)