Targeted analysis of microbial lignocellulolytic secretomes: a new approach to enzyme discovery

• Processo: 12/19674-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2012
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2013
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
• Acordo de Cooperação: BBSRC, UKRI
• Pesquisador responsável: Igor Polikarpov
• Beneficiário: Andrea Regina dos Santos Nogueira
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 10/52362-5 - Targeted analysis of microbial lignocellulolytic secretomes: a new approach to enzyme discovery, AP.R
• Assunto(s): Bioetanol Hidrólise enzimática Fermentação Biomassa Elementos estruturais de proteínas Biocombustíveis de segunda geração Materiais lignocelulósicos Despolimerização
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biomassa | Estrutura Tridimensional de Proteína | Etanol de segunda geração | fermentação | Hidrólise enzimática | Cristalografia de Proteína

Resumo

A iminente escassez das reservas de petróleo, principal fonte energética mundial, juntamente com as preocupações da sociedade com a preservação ambiental, são os principais motivos que levaram os governos a buscarem estratégias para uma maior produção e maior consumo de combustíveis que sejam renováveis e sustentáveis. Essa preocupação com a sustentabilidade ambiental tem direcionado as buscas por energias alternativas, tendo como destaque os biocombustíveis. O emprego de resíduos agroindustriais, principalmente de usinas sucroalcooleiras destaca-se como sendo uma fonte para a produção de etanol de 2ª geração, além de outros materiais lignocelulósicos, como as gramíneas e os resíduos de indústrias alimentícias e madeireiras. Entretanto, devido à complexidade das estruturas lignocelulósicas, essa biomassa requer etapas adicionais de tratamento do material a fim de converter os compostos poliméricos presentes em açúcares fermentescíveis. O grande desafio da produção economicamente viável do etanol de segunda geração consiste em determinar a melhor opção de disponibilizar a glicose a partir da hidrólise da celulose em termos de custo global, rendimento glicosídico e fermentabilidade do hidrolisado, o que provavelmente possibilitará uma comercialização difundida do produto em um futuro próximo. Além disso, visa-se uma perfeita integração energética do processo com o aproveitamento de todos os resíduos, como a hemicelulose e a lignina além de uma grande quantidade de água residual gerada pelo processo. Para se obter uma conversão efetiva dos três principais componentes das biomassas lignocelulósicos (celulose, hemicelulose e lignina) em produtos de maior valor econômico, é necessário a separação seletiva dos mesmos. Há, portanto a necessidade de se romper o complexo lignina-celulose-hemicelulose para a remoção de cada constituinte se quisermos utilizar os materiais lignocelulósicos para fins químicos e biotecnológicos. Os resíduos lignocelulósicos, abundantes no mundo, em geral são resistentes à bioconversão e requerem um pré-tratamento para aumentar sua digestibilidade, tornando a celulose mais acessível à etapa de hidrólise. Isto implica na ruptura do complexo celulose-hemicelulose-lignina. Por várias décadas a hidrólise eficiente de materiais lignocelulósicos e a fermentação posterior dos açúcares resultantes tem sido um grande desafio. O trabalho a ser realizado pela Química Andréa Regina dos Santos Nogueira candidata a Bolsa de Técnico nível III da FAPESP, será de apoio técnico aos experimentos desenvolvidos no nosso Grupo de Biotecnologia Molecular, que compreendem ensaios envolvidos nas diversas etapas do processo de produção de etanol de segunda geração, focando principalmente no trabalho técnico na área de biologia molecular e bioquímica, visando estudos estruturais e funcionais das hidrolases de glicosídeos envolvidos na despolimerização da biomassa. (AU)