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Investigação de mecanismos oxidativos envolvidos na quebra da biomassa lignocelulósica pelo cupim inferior Coptotermes gestroi

Processo: 15/06971-3
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Vigência (Início): 01 de julho de 2015
Vigência (Término): 29 de fevereiro de 2016
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
Pesquisador responsável:Fábio Márcio Squina
Beneficiário:João Paulo Lourenço Franco Cairo
Supervisor no Exterior: Claus Felby
Instituição-sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (Brasil). Campinas , SP, Brasil
Local de pesquisa : University of Copenhagen, Dinamarca  
Vinculado à bolsa:11/20977-3 - Investigação de vias de degradação de biomassa lignocelulósica no cupim Coptotermes gestroi complementares a hidrolases glicolíticas visando aplicação na produção de bioprodutos derivados de biomassa lignocelulósica, BP.DR
Assunto(s):Fenton

Resumo

Os cupins são insetos sociais que desempenham papéis fundamentais no ciclo do carbono em florestas tropicais. Eles exibem divisão de trabalho entre suas castas e são altamente eficientes na degradação de lignoceluloses. Recentemente, a literatura tem sugerido que os mecanismos redox auxiliares poderiam ocorrer em cupins para a degradação de biomassa vegetal. Com base nesta hipótese, iniciamos em 2012 o projeto de doutorado para tentar entender e investigar esses mecanismos redox no cupim inferior Coptotermes gestroi. Nos últimos três anos, a literatura tem relatado que enzimas Pro-oxidantes, anti-oxidantes e de desintoxicação (PADs) poderiam atuar em sinergismo com celulases e hemicelulases de cupins, para hidrolisar biomassa lignocelulósica. Em nosso estudo de doutorado, descobrimos que além de PADs, C. gestroi pode transcrever genes e secretar enzimas com alta similaridade com as enzimas classificadas como de Atividades Auxiliares (AA) do banco de dados CAZy. Em fungos de podridão parda, estas enzimas estão relacionadas com a geração de componentes de Fenton, que tem sido correlacionada degradação da lignocelulose. Além disso, dados muito recentes deste projeto de doutorado revelou que C. gestroi tem a capacidade de gerar os componentes redox semelhantes a reação de Fenton, como H2O2, Fe2 + e HO *. No entanto, é prematuro sugerir se cupins realizam reações semelhantes a química de Fenton em seu intestino. Para validar nossa hipótese mais estudos são necessários. Por isso, no último semestre, realizamos estudos para verificar se esses componentes redox gerados por C. gestroi poderia agir para modificar a lignina e celulose em um padrão semelhante ao fungos de podridão parda. Notavelmente, temos obtido resultados preliminares positivos, mostrando que o extrato bruto de C. gestroi pode realizar modificações na lignina em um padrão semelhante aos componentes de Fenton. Assim, o principal objetivo deste BEPE é investigar se enzimas AA e PAD e o extrato bruto de C. gestroi podem promover mecanismos oxidativos em biomassas lignocelulose. Além disso, vamos tentar compreender a contribuição das enzimas PAD e AA do cupim C. gestroi acerca deste fenômeno de oxidação. (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)
BRENELLI, LIVIA B.; PERSINOTI, GABRIELA F.; FRANCO CAIRO, JOAO PAULO L.; LIBERATO, MARCELO V.; GONCALVES, THIAGO AUGUSTO; OTERO, IGOR V. R.; MAINARDI, PEDRO H.; FELBY, CLAUS; SETTE, LARA D.; SQUINA, FABIO M. Novel redox-active enzymes for ligninolytic applications revealed from multiomics analyses of Peniophora sp. CBMAI 1063, a laccase hyper-producer strain. SCIENTIFIC REPORTS, v. 9, NOV 26 2019. Citações Web of Science: 0.
FRANCO CAIRO, JOAO P. L.; CARAZZOLLE, MARCELO F.; LEONARDO, FLAVIA C.; MOFATTO, LUCIANA S.; BRENELLI, LIVIA B.; GONCALVES, THIAGO A.; UCHIMA, CRISTIANE A.; DOMINGUES, ROMANIA R.; ALVAREZ, THABATA M.; TRAMONTINA, ROBSON; VIDAL, RAMON O.; COSTA, FERNANDO F.; COSTA-LEONARDO, ANA M.; PAES LEME, ADRIANA F.; PEREIRA, GONCALO A. G.; SQUINA, FABIO M. Expanding the Knowledge on Lignocellulolytic and Redox Enzymes of Worker and Soldier Castes from the Lower Termite Coptotermes gestroi. FRONTIERS IN MICROBIOLOGY, v. 7, OCT 13 2016. Citações Web of Science: 8.

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