Prospecção e caracterização de enzimas termoestáveis de interesse industrial em dados metagenômicos e metatranscritômicos da compostagem do Parque Zoológico de São Paulo

• Processo: 14/15413-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de dezembro de 2014
• Vigência (Término): 31 de julho de 2018
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Pesquisador responsável: João Carlos Setubal
• Beneficiário: Roberta Verciano Pereira Yokogawa
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 11/50870-6 - Estudos da diversidade microbiana no Parque Zoológico do Estado de São Paulo, AP.BTA.TEM
• Assunto(s): Compostagem Enzimas termofílicas Metagenômica Micro-organismos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Compostagem | enzimas recombinantes | enzimas termofílicas | metagenômica | micro-organismos | Enzimas Recombinantes

Resumo

Enzimas provenientes de micro-organismos termofílicos toleram as condições extremas verificadas durante os processos industriais, por isso são alvos crescentes de interesse econômico. A compostagem, processo no qual a temperatura pode atingir até 80ºC, é uma fonte promissora destas enzimas termoestáveis. Artigo publicado em 2013 mostrou que a composição da microbiota da compostagem no Parque Zoológico do Estado de São Paulo é altamente diversa e sua estrutura varia ao longo do processo. Além disso, foi também observado que mais de 30% das sequências metagenômicas obtidas derivam de bactérias com genomas ainda desconhecidos, sugerindo um grande potencial para descoberta de novas enzimas termoestáveis. Assim, a prospecção e a caracterização de enzimas responsáveis pela degradação da biomassa em microbiomas do Zoológico de São Paulo, principalmente, lipases, xilanases e pectinases, é o principal foco deste trabalho. Dados de metagenômica e metatranscritômica nortearão a triagem de sequências de genes que codificam enzimas com potencial biotecnológico. Após a seleção, serão realizadas etapas de clonagem, expressão recombinante e caracterização bioquímica do conjunto de enzimas envolvidas com degradação de resíduos sólidos orgânicos durante o processo de compostagem. Ao final, pretende-se ampliar a escala da expressão recombinante das enzimas que apresentarem características satisfatórias. Uma segunda abordagem do projeto visa avaliar a produção de lipases, xilanases e pectinases em consórcios de bactérias termofílicas cultiváveis, os quais serão estabelecidos a partir de amostras obtidas da compostagem. Para tal, será estabelecido o cultivo de consórcios de bactérias em meios definidos, que serão enriquecidos nos substratos alvos destas enzimas. Posteriormente, a composição taxonômica dos consórcios assim estabelecidos será investigada através de sequenciamento de amplicons de rRNA16S. Os protocolos envolvidos nas abordagens de metagenômica e metatranscritômica estão padronizados e são usados com sucesso no âmbito do projeto temático coordenado pelos Profs. João C. Setubal e Aline M. da Silva.