Aspergillus nidulans como modelo para expressão heteróloga de celulases e hemicelulases

• Processo: 11/02169-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2011
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2013
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
• Pesquisador responsável: Fábio Márcio Squina
• Beneficiário: André Ricardo de Lima Damasio
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 08/58037-9 - Geração de biblioteca para conversão enzimática de biomassa a partir de metagenoma do solo, AP.BIOEN.JP
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biologia de Fungos | Bioquimica de fungos | Expressão de proteinas heterologas | Enzimas Biotecnológicas

Resumo

No âmbito da energia renovável, o pré-tratamento enzimático da biomassa (a degradação enzimática da parede polissacarídica de plantas) está se tornando uma alternativa mais atraente do que a utilização de pré-tratamentos químicos ou processos mecânicos. Além disso, a biodegradação de celulose por celulases e celulossomos, produzidos por inúmeros microrganismos, representa o maior fluxo de carbono, a partir de carbono fixo, para CO2 atmosférico. Da mesma forma, este processo é muito importante para vários processos de tratamento de resíduos agro-industriais, podendo ser utilizado para produção de bioenergia em substituição a combustíveis fósseis. A hidrólise enzimática da celulose envolve a ação sinergística de pelo menos 3 enzimas, endoglucanase, exoglucanase ou celobiohidrolase, e ²-glucosidase. Um dos grupos de polissacarídeos mais abundantes na natureza, as hemiceluloses, são classificadas de acordo com o açúcar presente em sua molécula, sendo os componentes estruturais básicos: xilana, galacto-glucomanana, ±-1,5-L-arabinana e arabinogalactana. Xilana é um polímero de xilose, mas que na natureza, geralmente está associada com outros açúcares formando glucuronoxilanas, glucurono arabino xilanas, glucomananas, arabinogalactanas, e galactoglucomananas. Neste contexto, as hemicelulases são um grupo enzimático diversificado que hidrolisam hemiceluloses. Estas enzimas apresentam várias aplicações biotecnológicas e a sua relação estrutura/função, é um tema de intensa pesquisa. A atração de fungos filamentosos como maquinaria de expressão é baseada em sua habilidade natural em secretar grandes quantidades de proteínas (principalmente enzimas hidrolíticas) para o meio de cultivo. Comparando-se com outros sistemas disponíveis para expressão de proteínas heterólogas, em culturas líquidas, fungos filamentosos apresentam ótima performance, alto rendimento e uma opção pouco onerosa, com relação aos requerimentos nutricionais. O principal foco desta proposta é estudar e consolidar Aspergillus nidulans (linhagem A773) como um modelo rápido e estável para expressão e secreção heteróloga de celulases e hemicelulases. Nosso objetivo central é desenvolver uma coleção de linhagens aptas a super expressar diversas atividades enzimáticas envolvidas na degradação de polissacarídeos da parede celular de plantas. Além de estudar as propriedades funcionais das atividadades enzimáticas, com amplas aplicações biotecnológicas que incluem estratégias para produção de bioetanol, pretendemos neste estudo desenvolver linhagens super-expressando concomitantemente duas ou mais atividades enzimáticas sinérgicas de celulases e hemicelulases.

Publicações científicas

(7)

(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)

DE LUCAS, ROSYMAR COUTINHO; DE OLIVEIRA, TASSIO BRITO; LIMA, MATHEUS SANITA; PASIN, THIAGO MACHADO; DE ALMEIDA SCARCELLA, ANA SILVIA; COSTA RIBEIRO, LILIANE FRAGA; CARVALHO, CAIO; DE LIMA DAMASIO, ANDRE RICARDO; BUCKERIDGE, MARCOS SILVEIRA; PRADE, ROLF ALEXANDER; et al. The profile secretion of Aspergillus clavatus: Different pre-treatments of sugarcane bagasse distinctly induces holocellulases for the lignocellulosic biomass conversion into sugar. RENEWABLE ENERGY, v. 165, n. 1, p. 748-757, MAR 2021. (10/52322-3, 17/09000-4, 11/02169-7)

DE LIMA DAMASIO, ANDRE RICARDO; RUBIO, MARCELO VENTURA; GONCALVES, THIAGO AUGUSTO; PERSINOTI, GABRIELA FELIX; SEGATO, FERNANDO; PRADE, ROLF ALEXANDER; CONTESINI, FABIANO JARES; DE SOUZA, AMANDA PEREIRA; BUCKERIDGE, MARCOS SILVEIRA; SQUINA, FABIO MARCIO. Xyloglucan breakdown by endo-xyloglucanase family 74 from Aspergillus fumigatus. Applied Microbiology and Biotechnology, v. 101, n. 7, p. 2893-2903, APR 2017. (11/02169-7, 08/58037-9, 12/20549-4, 14/18714-2)

DE LUCAS, ROSYMAR COUTINHO; DE OLIVEIRA, TASSIO BRITO; LIMA, MATHEUS SANITA; PASIN, THIAGO MACHADO; DE ALMEIDA SCARCELLA, ANA SILVIA; COSTA RIBEIRO, LILIANE FRAGA; CARVALHO, CAIO; DE LIMA DAMASIO, ANDRE RICARDO; BUCKERIDGE, MARCOS SILVEIRA; PRADE, ROLF ALEXANDER; et al. The profile secretion of Aspergillus clavatus: Different pre-treatments of sugarcane bagasse distinctly induces holocellulases for the lignocellulosic biomass conversion into sugar. RENEWABLE ENERGY, v. 165, p. 10-pg., 2021-03-01. (10/52322-3, 17/09000-4, 11/02169-7)

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DOS REIS ALMEIDA, FAUSTO BRUNO; PIGOSSO, LAURINE LACERDA; DE LIMA DAMASIO, ANDRE RICARDO; MONTEIRO, VALDIRENE NEVES; DE ALMEIDA SOARES, CELIA MARIA; SILVA, ROBERTO NASCIMENTO; ROQUE-BARREIRA, MARIA CRISTINA. alpha-(1,4)-Amylase, but not alpha- and beta-(1,3)-glucanases, may be responsible for the impaired growth and morphogenesis of Paracoccidioides brasiliensis induced by N-glycosylation inhibition. YEAST, v. 31, n. 1, p. 1-11, JAN 2014. (11/02169-7, 06/60642-2, 09/51197-3)

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