Bases mecanísticas da adaptação evolutiva à temperatura e especificidade de hidrolases glicosídicas pertencentes a novas subfamílias GH5

• Processo: 16/00740-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Vigência (Início): 01 de abril de 2016
• Vigência (Término): 03 de setembro de 2020
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
• Pesquisador responsável: Mário Tyago Murakami
• Beneficiário: Rosa Lorizolla Cordeiro
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 18/22192-2 - Reconstrução ancestral da beta-manosidase GH5_18 de Bifidobacterium longum, BE.EP.DD
• Assunto(s): Enzimas hidrolíticas Baixa temperatura Sensibilidade e especificidade Cristalografia de raios X Engenharia de proteínas Biomassa
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cristalografia de raios X | especificidade e adaptação ao frio | hidrolases glicosídicas | Cristalografia de raios X

Resumo

A produção de compostos bioativos, químicos alternativos e biocombustíveis a partir de biomassa vegetal, como resíduos da agricultura, é considerada uma das mais promissoras estratégias para substituir as atuais rotas petroquímicas não-renováveis. Um dos principais desafios encontrados é a despolimerização de seus componentes, como celulose e hemicelulose em açúcares simples e/ou fermentescíveis. As hidrolases glicosídicas da família 5 (GH5) são enzimas que degradam um amplo espectro de carboidratos de parede celular vegetal e, por isso, apresentam grande potencial biotecnológico. Entretanto, de suas 51 subfamílias preditas, 20 delas ainda não são caracterizadas, o que gera uma falta de informação perante toda potencial diversidade funcional presente nesta que é uma das maiores e principais família do universo CAZy (do inglês, Carbohydrate-Active enZymes). Três subfamílias não caracterizadas, GH5_18, GH5_19 e GH5_42, são filogeneticamente próximas e preditas como mananases, porém foram identificadas em genomas de organismos que habitam faixas de temperaturas distintas. A proteína Bl18 foi identificada no genoma de Bifidobacterium longum, uma bactéria mesófila; a proteína Tv19 pertence à arquea termófila Thermoplasma volcanium; e a proteína Pt42 foi identificada no genoma de Psychroflexus torquis, uma bactéria psicrófila. Através de uma abordagem multidisciplinar, este projeto tem o objetivo de caracterizar funcionalmente e estruturalmente as três enzimas pertencentes à família GH5 de subfamílias cujas atividades e arranjos estruturais são ainda desconhecidos. As informações geradas nesta investigação serão utilizadas para um melhor entendimento sobre a evolução de GH5, além de gerarem bases para engenharia de proteínas visando a potencial aplicação industrial na degradação de biomassa lignocelulósica. (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)

CORDEIRO, ROSA LORIZOLLA; SIQUEIRA PIROLLA, RENAN AUGUSTO; PERSINOTI, GABRIELA FELIX; GOZZO, FABIO CESAR; DE GIUSEPPE, PRISCILA OLIVEIRA; MURAKAMI, MARIO TYAGO. N-glycan Utilization by Bifidobacterium Gut Symbionts Involves a Specialist beta-Mannosidase. Journal of Molecular Biology, v. 431, n. 4, p. 732-747, FEB 15 2019. (16/00740-2, 15/26982-0)

CORDEIRO, ROSA L.; SANTOS, CAMILA R.; DOMINGUES, MARIANE N.; LIMA, TATIANI B.; PIROLLA, RENAN A. S.; MORAIS, MARIANA A. B.; COLOMBARI, FELIPPE M.; MIYAMOTO, RENAN Y.; PERSINOTI, GABRIELA F.; BORGES, ANTONIO C.; et al. Mechanism of high-mannose N-glycan breakdown and metabolism by Bifidobacterium longum. Nature Chemical Biology, v. N/A, p. 27-pg., 2022-11-28. (16/00740-2, 15/26982-0, 17/15340-2)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

CORDEIRO, Rosa Lorizolla. Bases moleculares da degradação e do metabolismo de N-glicanos pela bactéria probiótica Bifidobacterium longum: Molecular basis of the degradation and metabolism of N-glycans by the probiotic bacterium Bifidobacterium longum. 2020. Tese de Doutorado - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia Campinas, SP.