Produção biológica de ácido alpha-cetoglutárico a partir de Yarrowia lipolytica utilizando hidrolisado lignocelulósico: uma matéria-prima potencial para a geração de composto bio-derivado

• Processo: 15/14202-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2015
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2016
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Aline Carvalho da Costa
• Beneficiário: Samantha Christine Santos
• Supervisor: Marie Gorwa-Grauslund
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Lund University, Lund, Suécia
• Vinculado à bolsa: 14/01135-0 - Produção de bioetanol de segunda geração em biorreatores intensificados a partir de cepas de Scheffersomyces stipitis melhoradas por evolução induzida, BP.PD
• Assunto(s): Bioenergia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: adaptive laboratory evolution | bio-based economy | Screening | spent sulfite liquor | Bioenergia

Resumo

O setor madeireiro mundial, principalmente o segmento da indústria de celulose e papel, tem buscado cada vez mais utilizar os componentes da madeira e resíduos na sua totalidade para produção de novos produtos de valor agregado, como os ácidos orgânicos. A biomassa proveniente do setor madeireiro é constituída por, pelo menos, quatro componentes: extrativos, hemicelulose, lignina e celulose. Para a utilização da biomassa lignocelulósica uma série de obstáculos ainda precisam ser vencidos, incluindo a não ideal degradação do substrato e a baixa tolerância dos micro-organismos fermentadores aos compostos inibitórios produzidos após as etapas de pré-tratamento da biomassa. Procedimentos de detoxificação podem elevar os custos do processo. Sendo assim, uma opção alternativa seria elevar a robustez de micro-organismos. Neste contexto, o presente projeto de pesquisa no exterior propõe conduzir o processo de evolução adaptativa laboratorial (adaptive laboratory evolution - ALE) na levedura Yarrowia lipolytica a fim de aumentar a tolerância aos compostos inibitórios presentes no spent sulfite liquor (SSL), e posteriormente avaliar o potencial de biossíntese do ácido ±-cetoglutárico (AKG) a partir do hidrolisado (SSL), utilizando a cepa adaptada. Preliminarmente, os esforços serão concentrados na triagem de cepas de Yarrowia disponíveis, objetivando a busca por produtores eficientes de AKG. Após esta etapa, as cepas serão submetidas à experimentos fermentativos em bateladas repetidas e sucessivas, aumentando a porcentagem de hidrolisado lignocelulósico. Por fim, clones da levedura serão isolados e caracterizados fisiológica e metabolicamente. Espera-se que o desenvolvimento deste projeto de produção de composto bio-derivado a partir do licor como substrato orgânico, aliado à inovação de procedimentos operacionais e microbiológicos fermentativos em batelada, configure-se como um método eficaz, combinado e aplicado ao potencial de inovação sustentável a partir de hidrolisado rico em lignocelulose, incluindo hexoses e pentoses. O estágio proposto em parceria com renomadas instituições brasileiras (UNICAMP e CTBE), a ser realizado na prestigiosa Universidade de Lund, na Suécia, vai de encontro à politica e esforço conjunto da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) e dos Ministérios da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI) e do Ministério da Educação (MEC), em promover a consolidação, expansão e internacionalização da ciência e tecnologia, da inovação e da competitividade brasileira por meio do intercâmbio e da mobilidade internacional. (AU)