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Duas classes importantes de glicosil hidrolases: estudos funcionais e análise estrutural

Processo: 11/20505-4
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de março de 2012
Vigência (Término): 31 de agosto de 2015
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
Pesquisador responsável:Igor Polikarpov
Beneficiário:Marco Antonio Seiki Kadowaki
Instituição-sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:08/56255-9 - Structure and function of enzymes and auxiliary proteins from Trichoderma, active in cell-wall hydrolysis, AP.BIOEN.TEM
Bolsa(s) vinculada(s):14/15887-3 - Construção e otimização de um sistema de secreção fúngico adequado para a produção com alto rendimento de enzimas hidrolíticas e oxidativas para estudos estruturais e funcionais, BE.EP.PD
Assunto(s):Degradação de biomassa   Cristalografia de proteínas   Celulase

Resumo

A degradação da biomassa vegetal para a produção de etanol tem se apresentado como uma alternativa aos combustíveis fósseis e uma forma de se alcançar a independência energética. Este material rico em celulose consiste em uma fonte renovável e inesgotável cujos produtos de degradação (açúcares) podem ser utilizados para a obtenção de etanol, comumente chamado de segunda geração, através de processos fermentativos. Contudo a recalcitrância da celulose cristalina à degradação enzimática consiste em um empecilho à popularização deste produto e um dos principais desafios biotecnológicos do século 21. Desta forma o principal desafio científico neste campo consiste em desenvolver novos catalisadores ou enzimas para ampliar a produção de etanol a partir desta fonte vegetal. Este processo baseia-se na identificação, caracterização e melhoramento das enzimas responsáveis pela degradação da celulose não só de forma individual, mas também visando o desenvolvimento de coquetéis enzimáticos. Estas enzimas, chamadas genericamente de celulases, hidrolisam especificamente ligações glicosídicas do tipo ²-1-4, internamente (endoglucanases) ou através das extremidades das cadeias de celulose (exoglucanases). O melhoramento da atividade destas enzimas através de metodologias de engenharia de proteínas consiste em uma forma racional de se chegar à degradação total desta matéria prima insolúvel. Com este projeto pretende-se estudar as endoglucanases da família GHF45 e as enzimas da família GHF61 relatadas recentemente como fatores de potencialização da ação de celulases. Por meio de informações estruturais será possível compreender os mecanismos enzimáticos que servirão de base para a obtenção de proteínas com melhor desempenho. (AU)

Publicações científicas (12)
(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)
PUHL, ANA C.; PRATES, ERICA T.; ROSSETO, FLAVIO R.; MANZINE, LIVIA R.; STANKOVIC, IVANA; DE ARAUJO, SIMARA S.; ALVAREZ, THABATA M.; SQUINA, FABIO M.; SKAF, MUNIR S.; POLIKARPOV, IGOR. Crystallographic structure and molecular dynamics simulations of the major endoglucanase from Xanthomonas campestris pv. campestris shed light on its oligosaccharide products release pattern. International Journal of Biological Macromolecules, v. 136, p. 493-502, SEP 1 2019. Citações Web of Science: 0.
NAKAMURA, ALINE M.; SEIKI KADOWAKI, MARCO ANTONIO; GODOY, ANDRE; NASCIMENTO, ALESSANDRO S.; POLIKARPOV, IGOR. Low-resolution envelope, biophysical analysis and biochemical characterization of a short-chain specific and halotolerant carboxylesterase from Bacillus licheniformis. International Journal of Biological Macromolecules, v. 120, n. B, p. 1893-1905, DEC 2018. Citações Web of Science: 0.
SEIKI KADOWAKI, MARCO ANTONIO; DE GODOY, MARIANA ORTIZ; KUMAGAI, PATRICIA SUEMY; DA COSTA-FILHO, ANTONIO JOSE; MORT, ANDREW; PRADE, ROLF ALEXANDER; POLIKARPOV, IGOR. Characterization of a New Glyoxal Oxidase from the Thermophilic Fungus Myceliophthora thermophila M77: Hydrogen Peroxide Production Retained in 5-Hydroxymethylfurfural Oxidation. CATALYSTS, v. 8, n. 10 OCT 2018. Citações Web of Science: 0.
KADOWAKI, MARCO A. S.; VARNAI, ANIKO; JAMESON, JOHN-KRISTIAN; LEITE, ANA E. T.; COSTA-FILHO, ANTONIO J.; KUMAGAI, PATRICIA S.; PRADE, ROLF A.; POLIKARPOV, IGOR; EIJSINK, VINCENT G. H. Functional characterization of a lytic polysaccharide monooxygenase from the thermophilic fungus Myceliophthora thermophila. PLoS One, v. 13, n. 8 AUG 20 2018. Citações Web of Science: 3.
DE ARAUJO, EVANDRO ARES; MANZINE, LIVIA REGINA; PIIADOV, VASSILI; SEIKI KADOWAKI, MARCO ANTONIO; POLIKARPOV, IGOR. Biochemical characterization, low-resolution SAXS structure and an enzymatic cleavage pattern of BlCel48 from Bacillus licheniformis. International Journal of Biological Macromolecules, v. 111, p. 302-310, MAY 2018. Citações Web of Science: 1.
EVANGELISTA, DANILO ELTON; SEIKI KADOWAKI, MARCO ANTONIO; MELLO, BRUNO LUAN; POLIKARPOV, IGOR. Biochemical and biophysical characterization of novel GH10 xylanase prospected from a sugar cane bagasse compost-derived microbial consortia. International Journal of Biological Macromolecules, v. 109, p. 560-568, APR 2018. Citações Web of Science: 3.
GODOY, ANDRE S.; PEREIRA, CAROLINE S.; RAMIA, MARINA PAGLIONE; SILVEIRA, RODRIGO L.; CAMILO, CESAR M.; KADOWAKI, MARCO A.; LANGE, LENE; BUSK, PETER K.; NASCIMENTO, ALESSANDRO S.; SKAF, MUNIR S.; POLIKARPOV, IGOR. Structure, computational and biochemical analysis of PcCel45A endoglucanase from Phanerochaete chrysosporium and catalytic mechanisms of GH45 subfamily C members. SCIENTIFIC REPORTS, v. 8, FEB 27 2018. Citações Web of Science: 2.
KADOWAKI, MARCO A. S.; HIGASI, PAULA; DE GODOY, MARIANA O.; PRADE, ROLF A.; POLIKARPOV, IGOR. Biochemical and structural insights into a thermostable cellobiohydrolase from Myceliophthora thermophila. FEBS Journal, v. 285, n. 3, p. 559-579, FEB 2018. Citações Web of Science: 1.
EVANGELISTA, DANILO ELTON; DE ARAUJO, EVANDRO A.; OLIVEIRA NETO, MARIO; SEIKI KADOWAKI, MARCO ANTONIO; POLIKARPOV, IGOR. Biochemical characterization and low-resolution SAXS structure of an exopolygalacturonase from Bacillus licheniformis. NEW BIOTECHNOLOGY, v. 40, n. B, p. 268-274, JAN 25 2017. Citações Web of Science: 3.
GODOY, ANDRE SCHUTZER; CAMILO, CESAR MOISES; KADOWAKI, MARCO ANTONIO; MUNIZ, HELOISA DOS S.; SANTO, MELISSA ESPIRITO; MURAKAMI, MARIO TYAGO; NASCIMENTO, ALESSANDRO S.; POLIKARPOV, IGOR. Crystal structure of beta 1 -> 6-galactosidase from Bifidobacterium bifidum S17: trimeric architecture, molecular determinants of the enzymatic activity and its inhibition by alpha-galactose. FEBS Journal, v. 283, n. 22, p. 4097-4112, NOV 2016. Citações Web of Science: 5.
GODOY, ANDRE S.; DE LIMA, MARIANA Z. T.; CAMILO, CESAR M.; POLIKARPOV, IGOR. Crystal structure of a putative exo-beta-1,3-galactanase from Bifidobacterium bifidum S17. ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION F-STRUCTURAL BIOLOGY COMMUNICATIONS, v. 72, n. 4, p. 288-293, APR 2016. Citações Web of Science: 1.
SEIKI KADOWAKI, MARCO ANTONIO; CAMILO, CESAR MOISES; MUNIZ, AMANDA BERNARDES; POLIKARPOV, IGOR. Functional Characterization and Low-Resolution Structure of an Endoglucanase Cel45A from the Filamentous Fungus Neurospora crassa OR74A: Thermostable Enzyme with High Activity Toward Lichenan and beta-Glucan. MOLECULAR BIOTECHNOLOGY, v. 57, n. 6, p. 574-588, JUN 2015. Citações Web of Science: 7.

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