Desenvolvimento de uma ribonucleotídeo redutase recombinante de Lactobacillus leichmannii para a produção de Desoxirribonucleotídeos trifosfato (dNTPS)

• Processo: 15/09612-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Vigência (Início): 01 de maio de 2015
• Vigência (Término): 31 de janeiro de 2016
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Pesquisador responsável: Maria Amélia Villela Oliva Dotta
• Beneficiário: Maria Amélia Villela Oliva Dotta
• Empresa Sede: Cellco Biotec do Brasil Ltda
• Vinculado ao auxílio: 14/50381-3 - Desenvolvimento de uma ribonucleotídeo redutase recombinante de Lactobacillus leichmannii para a produção de desoxirribonucleotídeos trifosfato (dntps), AP.PIPE
• Assunto(s): Ribonucleotídeo redutases Lactobacillus leichmannii Desoxirribonucleotídeos Catálise
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biocatalise de NTPS | Lactobacillus Leichmannii | Ribonucleotideo redutase | Bioquimica de proteinas

Resumo

Desoxirribonucleotídeos trifosfato (dNTPs) são as subunidades precursoras essenciais a síntese de DNA, fundamental em procedimentos biotecnológicos. Atualmente, o Brasil depende da importação desse insumo essencial, bem como da maioria dos reagentes básicos de Biologia Molecular, experimentando custos e prazos de entrega desfavoráveis. A produção clássica de dNTPs emprega reações químicas com baixo rendimento final e etapas de purificação complexa. A alternativa mais adequada para substituir o processo clássico de produção, custoso e prejudicial ao meio ambiente, é a biocatálise. O uso da tecnologia enzimática na indústria é uma tendência mundial, por ser uma opção sustentável e inovadora. A enzima Ribonucleotídeo Redutase (RNR) catalisa a redução da ribose dos ribonucleotídeos formando desoxirribonucleotídeos, constituindo uma alternativa atrativa para a produção de dNTPs. O desenvolvimento do processo produtivo de desoxirribonucleotídeos através de catálise enzimática representa o objetivo principal deste projeto. Para tanto, a produção heteróloga da enzima RNR pura e ativa, com rendimento elevado e passível de escalonamento para produção comercial, representa etapa essencial para esse projeto. A RNR de Lactobacillus leichmannii (LlRNR) é adequada para este emprego, pois pertencente à classe das RNRs estruturalmente mais simples, com mecanismo de reação determinado e produção recombinante viável. As etapas envolvidas nesse processo consistem em: amplificação e clonagem do gene da enzima LlRNR para construção de sistemas de expressão heteróloga em E. coli; testes de expressão e purificação em escala laboratorial, onde serão avaliados o perfil de expressão empregando diferentes vetores de expressão, cepas bacterianas e condições de expressão; caracterização da enzima recombinante produzida; otimização da reação de redução e produção de dNTPs. O resultado esperado para esta fase será a obtenção da proteína LlRNR de forma pura e ativa, através de protocolo padronizado, permitindo o desenvolvimento do processo de produção de dNTPs através da catálise da redução de ribonucleotídeos. A viabilização desse processo produtivo permitirá a comercialização de 3 dNTPs, um reagente básico com elevado valor agregado (cerca de 1.000 vezes quando comparado ao custo da matéria prima). Além disso, sua disponibilidade com custos reduzidos facilitará a produção de uma série de análogos marcados com sondas fluorescentes, reagentes inovadores e com crescente demanda em pesquisa, a exemplo do desenvolvimento de fármacos inibidores de quinases. Propõe-se, portanto, contribuir para o processo de nacionalização da produção de reagentes básicos de biologia molecular, diminuindo custos e tempo de comercialização, essencial para o fortalecimento e competitividade da pesquisa no Brasil. (AU)