Desenho de enzimas multifuncionais que combinam a hidrólise de B-Glucanos e xilanos para avaliação da conformação destes polissacarídeos na parede celular de plantas

• Processo: 12/01066-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2012
• Data de Término da vigência: 10 de abril de 2016
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica
• Pesquisador responsável: Richard John Ward
• Beneficiário: Matheus Pinto Pinheiro
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 10/18850-2 - Identificação, caracterização e engenharia de enzimas que degradam a parede celular das plantas, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 14/13956-8 - Investigação da arquitetura de polissacarídeos na parede celular de plantas de diferentes matérias-primas lignocelulósicas, BE.EP.PD
• Assunto(s): Bacillus subtilis Engenharia de proteínas Bagaço de cana-de-açúcar
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bacillus subtilis | degradação bagaço cana-de-açúcar | enzimas quiméricas | fusão de genes | (1-3) | (1-4)-B-D-glucanase | (1-4)-B-D-xilana xilana-hidrolase | Engenharia de Proteínas

Resumo

A biodegradação de matéria lignocelulósica tem sido objetivo de muitos estudos devido à sua aplicabilidade em processos biotecnológicos de grande relevância para o mundo moderno. A utilização de enzimas em processos biodegradativos de material lignocelulósico tem se tornado cada vez mais comum na indústria de papel e celulose, na indústria alimentícia e na biorefinaria para a produção de bioetanol de segunda geração. Apesar do grande avanço já alcançado, muito material lignocelulósico residual contendo grandes taxas de polissacarídeos utilizáveis é descartado. Isto porque, ainda existe uma grande lacuna na compreensão do processo de biodegradação desta complexa biomassa residual. O desenvolvimento deste projeto visa à utilização de tecnologias associadas à engenharia de proteínas para o desenho de enzimas quiméricas que combinam dois domínios catalíticos distintos, envolvidos na hidrólise dos polissacarídeos ²-glucanos e xilanos. Por estarem abundantemente presentes nas paredes celulares de plantas, abordagens focando uma melhora na degradação destes polissacarídeos se tornam de grande interesse para aplicação na biotecnologia industrial, principalmente na produção de bioetanol de segunda geração. Além de propormos a obtenção de biocatalizadores multifuncionais para a degradação desta biomassa residual, a obtenção de diferentes combinações dos domínios catalíticos em um mesmo biocatalizador possibilitará uma melhor compreensão da complexa conformação destes açúcares na parede celular de plantas. (AU)

Publicações científicas

(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)

PINHEIRO, P. MATHEUS; REIS, A. G. RENATA; DUPREE, PAUL; WARD, J. RICHARD. Plant cell wall architecture guided design of CBM3-GH11 chimeras with enhanced xylanase activity using a tandem repeat left-handed beta-3-prism scaffold. COMPUTATIONAL AND STRUCTURAL BIOTECHNOLOGY JOURNAL, v. 19, p. 1108-1118, 2021. (12/01066-2, 16/24139-6, 14/13956-8, 14/50884-5)

SILVA, SERGIO BERGAMACHI; PINHEIRO, MATHEUS PINTO; FUZO, CARLOS ALESSANDRO; SILVA, SAMUEL REGHIM; FERREIRA, TATIANE LOPES; LOURENZONI, MARCOS ROBERTO; NONATO, M. CRISTINA; VIEIRA, DAVI SERRADELLA; WARD, RICHARD JOHN. The role of local residue environmental changes in thermostable mutants of the GH11 xylanase from Bacillus subtilis. International Journal of Biological Macromolecules, v. 97, p. 574-584, APR 2017. (10/18850-2, 09/50838-5, 12/01066-2)