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Estudo das mudanças conformacionais e funcionais do domínio catalítico e do CBM (carbohydrate binding module) de uma endoglucanase GH5 durante a catálise

Processo: 15/18149-6
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de novembro de 2015
Vigência (Término): 16 de dezembro de 2015
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
Pesquisador responsável:Richard John Ward
Beneficiário:Raquel Fonseca Maldonado
Instituição-sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:10/18850-2 - Identificação, caracterização e engenharia de enzimas que degradam a parede celular das plantas, AP.TEM
Assunto(s):Hidrólise enzimática   Marcadores de spin   Engenharia de proteínas

Resumo

A hidrólise enzimática da celulose tem atraído um grande interesse nos últimos anos, e pode ser vista como uma tecnologia chave para a produção viável de etanol a partir de biomassa lignocelulósica. Apesar dos recentes avanços na sacarificação da celulose, a disponibilidade de enzimas eficazes ainda é um fator limitante na redução do custo na produção de bioetanol de segunda geração. Muitas enzimas envolvidas na degradação da celulose tem uma estrutura composta de múltiplos domínios, contendo um domínio catalítico e um ou mais módulos de ligação a carboidratos (CBM). Diversos estudos relatam que os CBMs facilitam a ligação e o acesso do substrato ao sítio ativo do domínio catalítico, promovendo a especificidade e a estabilidade do complexo enzima/substrato. Entretanto, as alterações conformacionais entre o domínio catalítico e o CBM na presença de substratos naturais ainda é desconhecida, e tal conhecimento é necessário para entender completamente o complexo mecanismo de hidrólise da biomassa por estas enzimas multi-domínios. Neste projeto utilizaremos a Ressonância Magnética Eletrônica (RME) e a Marcação de Spin Sítio Dirigida (SDSL) para estudar a dinâmica do domínio catalítico de uma endoglucanase GH5 de Bacillus subtilis ligada ao CBM11 de Clostridium thermocellum na presença de um substrato natural. Com esse objetivo, mutantes spin sítio dirigidos serão construídos e variações em suas distâncias intramoleculares serão medidos e modelos estruturais serão propostos. Neste projeto usaremos de forma inédita a RME para estudar a dinâmica entre domínios de glicosil hidrolases, e os resultados irão contribuir para a compreensão do mecanismo catalítico destas enzimas.

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)
FONSECA-MALDONADO, RAQUEL; MELEIRO, LUANA P.; MENDES, LUIS F. S.; ALVES, LUANA F.; CARLI, SIBELI; MORERO, LUCAS D.; BASSO, LUIS G. M.; COSTA-FILHO, ANTONIO J.; WARD, RICHARD J. Lignocellulose binding of a Cel5A-RtCBM11 chimera with enhanced beta-glucanase activity monitored by electron paramagnetic resonance. BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS, v. 10, NOV 14 2017. Citações Web of Science: 3.

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