Busca avançada
Ano de início
Entree

Bioprospecção e construção de hemicelulases para a produção de xilose a partir de hidrolisado de licor de pentoses e sua utilização na produção de xilitol via fermentativa

Processo: 13/10443-7
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de agosto de 2013
Vigência (Término): 31 de julho de 2015
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica - Enzimologia
Pesquisador responsável:Hélia Harumi Sato
Beneficiário:José Alberto Diogo
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia de Alimentos (FEA). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Xilose   Xilitol

Resumo

Biomassas vegetais são constituídas principalmente de celulose, hemicelulose e lignina. Celulose e hemicelulose podem ser hidrolisadas a açúcares monoméricos (principalmente xilose/C5 e glicose/C6) usando celulases e hemicelulases. Essas moléculas são matéria-prima para produtos industriais importantes como xilitol e etanol. Contudo, a tarefa de propor um processo para a hidrólise enzimática da biomassa e sua sacarificação com baixo custo e alta eficiência, ainda é um desafio devido à complexidade dos polissacarídeos e seus efeitos recalcitrantes. Hemicelulases são enzimas do grupo das glicosil hidrolases que catalisam a hidrólise da hemicelulose, e que em atuação sinérgica com celulases e ligninases promovem a total e eficiente hidrólise da biomassa vegetal. A hemicelulose responde por cerca de 30% dos polissacarídeos na biomassa do bagaço de cana, contudo, poucos estudos são direcionados e focados para melhorar a sacarificação desses polissacarídeos a açúcares monoméricos, e posteriormente a sua completa transformação em outro produtos de valor agregados como bioetanol, biodiesel, ácidos orgânicos e açúcares como xilose e xilitol.Neste sentido, este projeto irá focar num primeiro momento, a bioprospecção de enzimas de micro-organismos capazes de crescem em um licor de pentoses proveniente do tratamento hidrotérmico do bagaço da cana-de-açúcar. Para isso, a partir de uma biblioteca de micro-organismos termofílicos com potencial hemicelulítico (previamente identificados com o linhagens de Bacillus sp.) serão selecionados de acordo com a habilidade de crescerem em meio sólido contendo licor de pentoses (rico em açúcares C5 e xilo-oligômeros). Uma vez selecionada a melhor linhagem, será realizada a clonagem, expressão e caracterização de uma endo-xilanase (GH11) e uma ²-xilosidase (GH43), enzimas chave para a liberação de xilose a partir de oligo e polissacarídeos. Isoladas e caracterizadas estas hemicelulases, por meio de engenharia molecular será construída uma quimera enzimática (enzima bifuncional) otimizada para a hidrólise de xilo-oligômeros de pentoses presentes neste licor. O licor hidrolisado enzimaticamente e enriquecido em monossacarídeos de xilose, será então utilizado para produção do açúcar-álcool xilitol via processo fermentativo utilizando a levedura Scheffersomyces stipitis (Pichia stipitis). O xilitol é um açúcar-álcool com baixo valor calórico e interessantes propriedades nutracêuticas. Em paralelo, o sistema descrito será avaliado quando ao potencial de produção de xilose e conversão a xilitol a partir de leveduras (Scheffersomyces stipitis) livres e imobilizadas.

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)
DIOGO, JOSE ALBERTO; ZANPHORLIN, LETICIA MARIA; SATO, HELIA HARUMI; MURAKAMI, MARIO TYAGO; RULLER, ROBERTO. Molecular cloning, overexpression, purification and crystallographic analysis of a GH43-xylosidase from Bacillus licheniformis. ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION F-STRUCTURAL BIOLOGY COMMUNICATIONS, v. 71, n. 8, p. 962-965, AUG 2015. Citações Web of Science: 1.
DIOGO, JOSE A.; HOFFMAM, ZAIRA B.; ZANPHORLIN, LETICIA M.; COTA, JUNIO; MACHADO, CARLA B.; WOLF, LUCIA D.; SQUINA, FABIO; DAMASIO, ANDRE R. L.; MURAKAMI, MARIO T.; RULLER, ROBERTO. Development of a chimeric hemicellulase to enhance the xylose production and thermotolerance. Enzyme and Microbial Technology, v. 69, p. 31-37, FEB 2015. Citações Web of Science: 10.
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

Por favor, reporte erros na lista de publicações científicas escrevendo para: cdi@fapesp.br.