Produção heteróloga e caracterização funcional de uma beta-frutofuranosidase identificada em uma biblioteca de cDNA de Sphenophorus levis, uma praga da cana-de-açúcar

• Processo: 11/19886-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2011
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2012
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Pesquisador responsável: Flavio Henrique da Silva
• Beneficiário: Rafael Pedezzi
• Instituição Sede: Centro de Ciências Biológicas e da Saúde (CCBS). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 98/14138-2 - Center for Structural Molecular Biotechnology, AP.CEPID
• Assunto(s): Invertase beta-Frutofuranosidase Bicudo da cana-de-açúcar Expressão heteróloga Purificação de proteínas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: enzima digestiva | Expressão recombinante | Invertase | SPHENOPHORUS levis | Expressão heteróloga; análise de expressão

Resumo

O Brasil é reconhecido mundialmente por possuir uma metodologia eficiente para a produção de etanol. A indústria nacional utiliza a cana-de-açúcar como matéria prima, fato que gera interesse no investimento de tecnologias inovadoras para aumento de produção da cultura canavieira. O coleóptero Sphenophorus levis está entre as pragas dessa cultura que não possuem um método eficaz para o seu controle. Estudos do transcriptoma desse inseto, visando melhor compreender seu arsenal digestivo, revelaram a presença de um gene contendo similaridade com uma invertase (beta-frutofuranosidase), enzima que catalisa a hidrólise da sacarose em glicose e frutose. As invertases surgem como uma relevante alternativa na produção de xarope de frutose, substituindo a hidrólise ácida, que tem baixa eficiência e gera resíduos indesejáveis. Neste trabalho pretende-se realizar a construção do vetor de expressão pPICZalfa contendo o gene da beta-frutofuranosidase. Posteriormente, deve-se realizar a expressão heteróloga e a purificação da proteína no organismo modelo Pichia pastoris. Tendo a proteína em sua forma pura, haverá a caracterização da enzima perante o substrato sacarose. Os resultados da caracterização enzimática serão comparados com os parâmetros de enzimas já descritas para avaliar a possibilidade de utilização da proteína produzida em processos industriais como alternativa a outras enzimas e à hidrólise ácida. Além da expressão e caracterização da invertase estudada, será realizado um ensaio de expressão tecidual com PCR em tempo real. Neste, pretende-se revelar em que estágio e localidade o gene da beta-frutofuranosidase está presente, permitindo avaliar sua importância para a fisiologia do inseto. Considerando que o S. levis gera grandes prejuízos para a cultura canavieira, informações em nível molecular do seu arsenal digestivo poderão gerar subsídios para o desenvolvimento de metodologias biotecnológicas, visando o controle dessa praga. (AU)