Modular hipertermoestável endo-beta-1,4-mananase: determinação da estrutura tridimensional do domínio central e seu papel na termoestabilização global da enzima

• Processo: 14/02065-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2014
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2018
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
• Acordo de Cooperação: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
• Pesquisador responsável: Wanius José Garcia da Silva
• Beneficiário: Viviam Moura da Silva
• Instituição Sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 16/15836-5 - Modular hipertermoestável endo-beta-1,4-mananase: determinação da estrutura tridimensional do domínio central e seu papel na termoestabilização global da enzima., BE.EP.DR
• Assunto(s): Cristalografia de raios X
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biophysical studies | mannanases | Saxs | Thermotoga petrophila | three-dimensional structures | X-ray Crystallography | Estrutura e função de proteínas

Resumo

A enzima hipertermófila endo-beta-1,4-mananase de Thermotoga petrophila (TpMan) catalisa a hidrólise de ligações glicosídicas beta-1,4 em inúmeros polissacarídeos contendo manana. A biodegradação da manana representa uma etapa chave para várias aplicações industriais incluindo a deslignificação da polpa kraft, processamento de alimentos e produção de biocombustíveis de segunda geração. Um recente estudo mostra que a enzima TpMan consiste de um domínio catalítico GH5 e um domínio de ligação ao carboidrato CBM27 conectados através de um linker. O mesmo estudo apresenta a estrutura cristalográfica do domínio catalítico GH5, contudo, até o momento, não há uma estrutura tridimensional determinada por métodos experimentais disponível para a enzima TpMan completa. Em um recente estudo, nosso grupo de pesquisa demostrou que o linker possui uma estrutura compacta e ocupa um pequeno volume considerando seu grande número de resíduos de aminoácidos. Além disso, a deleção do linker mais o domínio CBM27 reduziu a termoestabilidade do domínio catalítico GH5. Assim, os objetivos principais deste projeto de Doutorado são: I) determinar a estrutura tridimensional do domínio central (linker) e; II) elucidar e caracterizar o seu papel na termoestabilização global da enzima. Com tal intuito, as estruturas tridimensionais de alta resolução dos domínios central (linker) e C-terminal CBM27 serão determinadas através da técnica de cristalografia de raios X empregando monocristais de proteína. Além disso, as estabilidades térmicas de cada domínio serão analisadas através de técnicas biofísicas e comparadas com a enzima completa. (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)

DA SILVA, VIVIAM M.; DE SOUZA, ANDERSON S.; NEGRAO, DJANIRA R.; POLIKARPOV, IGOR; SQUINA, FABIO M.; DE OLIVEIRA NETO, MARIO; MUNIZ, JOAO R. C.; GARCIA, WANIUS. Non-productive adsorption of bacterial beta-glucosidases on lignins is electrostatically modulated and depends on the presence of fibronection type III-like domain. Enzyme and Microbial Technology, v. 87-88, p. 1-8, JUN 2016. (15/02897-3, 14/02065-5)

DA SILVA, VIVIAM M.; CABRAL, ALINE D.; SPERANCA, MARCIA A.; SQUINA, FABIO M.; MUNIZ, JOAO RENATO C.; MARTIN, LYDIE; NICOLET, YVAIN; GARCIA, WANIUS. High-resolution structure of a modular hyperthermostable endo-beta-1,4-mannanase from Thermotoga petrophila: The ancillary immunoglobulin-like module is a thermostabilizing domain. BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-PROTEINS AND PROTEOMICS, v. 1868, n. 8, AUG 2020. (13/26096-4, 16/15836-5, 17/17275-3, 17/16291-5, 14/02065-5, 16/14514-4, 14/50897-0, 15/50590-4)

ARAUJO, JUSCEMACIA N.; TOFANELLO, ARYANE; DA SILVA, VIVIAM M.; SATO, JULIANA A. P.; SQUINA, FABIO M.; NANTES, ISELI L.; GARCIA, WANIUS. Photobiosynthesis of stable and functional silver/silver chloride nanoparticles with hydrolytic activity using hyperthermophilic beta-glucosidases with industrial potential. International Journal of Biological Macromolecules, v. 102, p. 84-91, SEP 2017. (15/02897-3, 14/02065-5, 15/17688-0)