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Estudos de modelos de mecanismos enzimáticos para o aprimoramento da produção de biocombustíveis

Processo: 11/13242-7
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de outubro de 2011
Vigência (Término): 31 de julho de 2013
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física
Pesquisador responsável:Vitor Barbanti Pereira Leite
Beneficiário:Leandro Cristante de Oliveira
Instituição-sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (Brasil). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Simulação de dinâmica molecular   Dobramento de proteína   Atividade enzimática

Resumo

A obtenção de etanol e derivados proveniente da fermentação do caldo extraído da cana-de-açucar é uma técnica conhecida e amplamente empregada no país, e a demanda pelo bioetanol é estável e crescente. Entretanto, neste processo uma quantidade considerável de biomassa com grande potencial energético é desperdiçada devido a ausência de tecnologias eficientes. Nesse projeto, abordaremos estudos teórico-computacionais a serem realizados em colaboração com os grupos experimentais do CTBE. O foco dos estudos será nos mecanismos de regulação/modulação de atividade enzimática por variações conformacionais dos domínios protéicos (CDs e CBMs). Dois tópicos serão abordados:(1) Alterações conformacionais da celulase Cel 5A da Bacillus Subtilus (BsCel5A) devido à interação com substrato. Este sistema será investigado por dinâmica molecular convencional com solvente explícito para os casos com substratos ligados e desligados, e será complementado por modelos baseados em estrutura (Structure Based Models,SBM) e análise dos modos normais de vibração (Normal Mode Analysis, NMA). (2) Caracterização estrutural e avaliação da flexibilidade dos domínios da Xilanase-liquenase e da Laminarase TpLam (incluindo quimeras), que será realizada por meio de dinâmica molecular de modelos baseados em estrutura, combinado com resultados de espalhamento de raio-X em baixo ângulo (SAXS). A compreensão desses mecanismos enzimáticos poderá, em princípio, ser estendida a outras enzimas similares, contribuindo assim diretamente para o desenvolvimento de enzimas de potencial biotecnológico.

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)
COLUSSI, FRANCIELI; DA SILVA, VIVIAM M.; MILLER, IAN; COTA, JUNIO; DE OLIVEIRA, LEANDRO C.; DE OLIVEIRA NETO, MARIO; SQUINA, FABIO M.; GARCIA, WANIUS. Oligomeric state and structural stability of two hyperthermophilic beta-glucosidases from Thermotoga petrophila. Amino Acids, v. 47, n. 5, p. 937-948, MAY 2015. Citações Web of Science: 9.
DE OLIVEIRA, LEANDRO C.; DA SILVA, VIVIAM M.; COLUSSI, FRANCIELI; CABRAL, ALINE D.; DE OLIVEIRA NETO, MARIO; SQUINA, FABIO M.; GARCIA, WANIUS. Conformational Changes in a Hyperthermostable Glycoside Hydrolase: Enzymatic Activity Is a Consequence of the Loop Dynamics and Protonation Balance. PLoS One, v. 10, n. 2 FEB 27 2015. Citações Web of Science: 20.
COTA, JUNIO; CORREA, THAMY L. R.; DAMASIO, ANDRE R. L.; DIOGO, JOSE A.; HOFFMAM, ZAIRA B.; GARCIA, WANIUS; OLIVEIRA, LEANDRO C.; PRADE, ROLF A.; SQUINA, FABIO M. Comparative analysis of three hyperthermophilic GH1 and GH3 family members with industrial potential. NEW BIOTECHNOLOGY, v. 32, n. 1, p. 13-20, JAN 25 2015. Citações Web of Science: 24.
DAMASIO, ANDRE R. L.; RUBIO, MARCELO V.; OLIVEIRA, LEANDRO C.; SEGATO, FERNANDO; DIAS, BRUNO A.; CITADINI, ANA P.; PAIXAO, DOUGLAS A.; SQUINA, FABIO M. Understanding the Function of Conserved Variations in the Catalytic Loops of Fungal Glycoside Hydrolase Family 12. Biotechnology and Bioengineering, v. 111, n. 8, p. 1494-1505, AUG 2014. Citações Web of Science: 13.
HOFFMAM, ZAIRA B.; OLIVEIRA, LEANDRO C.; COTA, JUNIO; ALVAREZ, THABATA M.; DIOGO, JOS A.; NETO, MARIO DE OLIVEIRA; CITADINI, ANA PAULA S.; LEITE, VITOR B. P.; SQUINA, FABIO M.; MURAKAMI, MARIO T.; RULLER, ROBERTO. Characterization of a Hexameric Exo-Acting GH51 alpha-l-Arabinofuranosidase from the Mesophilic Bacillus subtilis. MOLECULAR BIOTECHNOLOGY, v. 55, n. 3, p. 260-267, NOV 2013. Citações Web of Science: 7.
FRANCO CAIRO, JOAO PAULO L.; OLIVEIRA, LEANDRO C.; UCHIMA, CRISTIANE A.; ALVAREZ, THABATA M.; CITADINI, ANA PAULA DA S.; COTA, JUNIO; LEONARDO, FLAVIA COSTA; COSTA-LEONARDO, ANA M.; CARAZZOLLE, MARCELO F.; COSTA, FERNANDO F.; PEREIRA, GONCALO A. G.; SQUINA, FABIO M. Deciphering the synergism of endogenous glycoside hydrolase families 1 and 9 from Coptotermes gestroi. Insect Biochemistry and Molecular Biology, v. 43, n. 10, p. 970-981, OCT 2013. Citações Web of Science: 16.
COTA, JUNIO; OLIVEIRA, LEANDRO C.; DAMASIO, ANDRE R. L.; CITADINI, ANA P.; HOFFMAM, ZAIRA B.; ALVAREZ, THABATA M.; CODIMA, CARLA A.; LEITE, VITOR B. P.; PASTORE, GLAUCIA; DE OLIVEIRA-NETO, MARIO; MURAKAMI, MARIO T.; RULLER, ROBERTO; SQUINA, FABIO M. Assembling a xylanase-lichenase chimera through all-atom molecular dynamics simulations. BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-PROTEINS AND PROTEOMICS, v. 1834, n. 8, p. 1492-1500, AUG 2013. Citações Web of Science: 16.

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