O papel dos fatores de transcrição XlnR, ClrA e ClrB ea proteína quinase PkcA, SCHA e SNFA na regulação de genes codificadores de celulases em Aspergillus nidulans

• Processo: 13/10505-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2013
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2016
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
• Pesquisador responsável: Gustavo Henrique Goldman
• Beneficiário: Laure Nicolas Annick Ries
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Assunto(s): Aspergillus nidulans Biologia molecular
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aspergillus nidulans | cellulases | Gene regulation | Protein kinases | transcription factors | Biologia Molecular

Resumo

Um dos recursos naturais mais abundantes é a parede celular de lignocelulose componente estrutural da planta, que tem vindo a ganhar importância para a produção de biocombustíveis como uma alternativa ambientalmente mais amigável aos recursos energéticos baseados em petróleo. A degradação da biomassa da planta é catalisada por enzimas na natureza a partir de bactérias diferentes e a partir de fungos, tais como Aspergillus nidulans e Trichoderma reesei. Os genomas de ambos os fungos codificam muitas enzimas activas dos glúcidos que, através de sinergismo, catalisam a desmontagem da celulose e da hemicelulose, os principais polissacarídeos de lignocelulose. A regulação dos genes que codificam estas enzimas é governada por vários factores de transcrição, incluindo o activador XlnR/XYR1 (A. nidulans/T. reesei) e o carbono repressora catabólica CreA/CRE1 (A. nidulans/T. reesei). Recentemente, dois factores de transcrição adicional ClrA ClrB e mostraram ser importantes para a expressão de genes de celulase e hemicelulase, em A. nidulans. Estes factores de transcrição são propensos a responder a sinais intracelulares transduzidas e/ou mediada por proteína-quinases, em resposta à presença de diversas fontes de carbono diferentes. Com efeito, foi demonstrado que a supressão da proteína quinase PkcA, SnfA e SchA resultou em actividade celulase prejudicada em A. nidulans, quando incubados na presença de celulose. Apesar de uma já grande quantidade de conhecimento sobre a regulação dos genes que codificam enzimas envolvidas na degradação da lignocelulose, há uma considerável falta de detalhes dos mecanismos que regem este regulamento em Aspergillus spp. Tem sido relatado que a D-xilose, o principal componente da hemicelulose, é absolutamente necessária para a expressão de hemicelulase (e celulase) que codifica os genes por meio de desencadeamento da fosforilação da página XlnR indutor. Vários estudos têm indicado que embora a regulação do sistema xilanolítica e celulolítica de Aspergillus spp. na presença de celulose e celulose derivada indutores é susceptível de ser regulado (pelo menos em parte) mediados de forma diferente e por factores reguladores adicionais do que quando comparado com o mecanismo de regulação em resposta à presença de D-xilose. Além disso, praticamente nada se sabe sobre a maneira como os componentes das cascatas de sinalização a jusante, que são frequentemente iniciados por proteínas-G, que detectam a presença de uma fonte de carbono, medeiam a resposta resultante na desconstrução da respectiva fonte de carbono. O objetivo geral deste projeto é, portanto, para descrever ainda mais a regulação dos genes codificadores de celulases por fatores de transcrição XlnR, ClrA e ClrB em A. nidulans e investigar uma possível relação desses fatores de transcrição com mecanismos de sinalização celular. Em primeiro lugar, a ligação dos factores de transcrição XlnR, ClrA, ClrB os promotores principais dos genes que codificam celulase EglA e DglB será descrito calha de realizar as experiências EMSA adequadas. Em segundo lugar, o efeito da proteína quinase PkcA, SchA e SnfA, sobre a regulação dos factores de transcrição XlnR, ClrA e ClrB e, consequentemente, sobre a expressão dos genes que codificam celulase será descrito através da determinação dos níveis dos factores de transcrição de expressão em diferentes cepas. A localização celular de SchA, SnfA, PkcA e será também descrito. Os resultados deste projecto irá esclarecer os mecanismos regulamentares que regem a expressão do gene da celulase em A. nidulans. Além disso, o estudo de componentes de mecanismos de transdução de sinal que estão envolvidos em vários processos celulares, irá proporcionar novos conhecimentos sobre a regulação dos genes que codificam celulase e identificar novas ligações entre os factores de transcrição e os componentes da cascata de sinalização. Os resultados deste estudo podem ser úteis para a melhoria de tensão durante a aplicações industriais.