Desenvolvimento de um modelo enzimático para desconstrução da parede celular de bagaço de cana de açúcar

• Processo: 12/18859-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2012
• Data de Término da vigência: 22 de março de 2014
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Enzimologia
• Pesquisador responsável: Fábio Márcio Squina
• Beneficiário: Rosana Goldbeck Coelho
• 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
• Assunto(s): Biomassa lignocelulósica Cana-de-açúcar Parede celular
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biomassa lignocelulósica | Cana de Açúcar | descontrução | modelo enzimático | Parede celular | Enzimologia

Resumo

A biodegradação dos materiais lignocelulósicos tem sido objeto de muitos estudos, pois, além de corresponder a uma importante etapa do ciclo do carbono na natureza, apresenta um enorme potencial biotecnológico na produção de biocombustíveis. A conversão de biomassa lignocelulósica em combustíveis renováveis, como o bioetanol, tem sido considerada uma tecnologia promissora para a substituição dos combustíveis fósseis e ampliação da produção de etanol mundial. Um passo essencial na conversão da biomassa lignocelulósica em etanol ou em outros produtos de biorefinaria é a despolimerização de polissacarídeos por via enzimática. No entanto, o alto custo das enzimas necessárias para degradação da parecede celular vegetal dificulta o desenvolvimento de um etanol lignocelulósico economicamente viável. Em face disto, reduzir os níveis de enzimas não-essenciais e aumentar a proporções relativas das enzimas prioritárias são, portanto, uma potencial estratégia para aumentar as atividades específicas e, assim, diminuir o custo da bioconversão da biomassa vegetal. Neste sentido, fazendo o uso de uma coleção de enzimas para conversão da biomassa em sistema heterólogo de expressão, pretendemos desenvolver um modelo enzimático para desconstrução da parede celular de cana de açúcar. Este estudo tem como objetivo não somente o melhor entendimento da atuação das enzimas na degradação da biomassa, mas também visa mapear acessibilidade enzimática e definir quais as enzimas são essências e secundárias na bioconversão. Este modelo enzimático de desconstrução da parede celular de cana de açúcar servirá não apenas para a biomassa da cana de açúcar, mas também será ponto de partida para estudos de demais substratos lignocelulósicos. Outro foco, que também agrega valor inovador a este projeto, está voltado para a análise do perfil glicômico das frações geradas após a hidrólise da parede celular de cana de açúcar. Este estudo, deverá proporcionar o melhor entendimento do modo de atuação das enzimas envolvidas, bem como identificar atividades enzimáticas deficientes e necessárias para a eficiente hidrólise do material lignocelulósico.

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)

GOLDBECK, ROSANA; GONCALVES, THIAGO A.; DAMASIO, ANDRE R. L.; BRENELLI, LIVIA B.; WOLF, LUCIA D.; PAIXAO, DOUGLAS A. A.; ROCHA, GEORGE J. M.; SQUINA, FABIO M.. Effect of hemicellulolytic enzymes to improve sugarcane bagasse saccharification and xylooligosaccharides production. JOURNAL OF MOLECULAR CATALYSIS B-ENZYMATIC, v. 131, p. 36-46, SEP 2016. (12/20549-4, 12/18859-5)

GOLDBECK, ROSANA; DAMASIO, ANDRE R. L.; GONCALVES, THIAGO A.; MACHADO, CARLA B.; PAIXAO, DOUGLAS A. A.; WOLF, LUCIA D.; MANDELLI, FERNANDA; ROCHA, GEORGE J. M.; RULLER, ROBERTO; SQUINA, FABIO M.. Development of hemicellulolytic enzyme mixtures for plant biomass deconstruction on target biotechnological applications. Applied Microbiology and Biotechnology, v. 98, n. 20, p. 8513-8525, OCT 2014. (13/18910-3, 08/58037-9, 12/18859-5)

MANDELLI, F.; BRENELLI, L. B.; ALMEIDA, R. F.; GOLDBECK, R.; WOLF, L. D.; HOFFMAM, Z. B.; RULLER, R.; ROCHA, G. J. M.; MERCADANTE, A. Z.; SQUINA, F. M.. Simultaneous production of xylooligosaccharides and antioxidant compounds from sugarcane bagasse via enzymatic hydrolysis. INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 52, p. 770-775, JAN 2014. (13/03061-0, 08/58037-9, 11/14200-6, 12/18859-5)