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Análise metagenômica e metasecretômica de um consórcio microbiano enriquecido de fungos anaeróbicos degradador de bagaço de cana: prospecção de celulossomas e enzimas lignocelulolíticas

Processo: 15/23279-6
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de junho de 2016
Vigência (Término): 31 de agosto de 2020
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
Pesquisador responsável:Fábio Márcio Squina
Beneficiário:Geizecler Tomazetto
Instituição Sede: Pró-Reitoria Acadêmica. Universidade de Sorocaba (UNISO). Sorocaba , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:14/06923-6 - Recalcitrância da biomassa de cana-de-açúcar: fundamentos relacionados à formação da parede celular, ao pré-tratamento e à digestão enzimática, aplicados no desenvolvimento de novos modelos de biorrefinarias, AP.BIOEN.TEM
Bolsa(s) vinculada(s):18/23826-5 - Celulossomas: uma versátil plataforma enzimática para a bioconversão de biomassa lignocelulósica em produtos químicos de valor agregado, BE.EP.PD
Assunto(s):Enzimas   Fungos anaeróbios   Biotecnologia   Celulossomas
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Celulossomas | Conversão da Biomassa Vegetal | enzimas | Fungos Anaeróbios | Biotecnologia

Resumo

A produção de biocombustíveis de segunda geração, baseado na degradação de biomassa lignocelulósica, é uma tendência para o futuro do mercado de combustíveis. No Brasil, há uma variedade de estudos para a aplicação do bagaço de cana-de-açúcar como fonte de carbono na produção de bioetanol. Os fungos anaeróbicos que compõem o microbioma do rúmen têm seu repertório de enzimas lignocelulolíticas pouco explorado, além da pouca elucidação do sinergismo e interações microbianas que ocorrem durante o processo de desconstrução da biomassa no rúmen. Do mesmo modo, rúmen também representa uma fonte para a prospecção de celulossomas de fungos anaeróbicos devido a várias sequências de dockerinas identificadas como parte de suas glicosil hidrolases. Em contraste com celulosomas bacterianos, são muito poucos trabalhos descrevem a arquitetura e o mecanismo de ancoragem das enzimas em celulosomas fungícos. Neste contexto, o presente projeto propõe empregar amostra de rúmen bovino para a construção de um consórcio microbiano enriquecido de fungos anaeróbicos degradador de bagaço de cana-de-açúcar. O enriquecimento de fungos anaeróbicos no consórcio microbiano será determinado por Real-Time PCR. Em seguida, o conteúdo genético e enzimático extracelular do consórcio microbiano enriquecido de fungos será analisado pela combinação de metagenômica e metasecretômica. A combinação dos conjuntos de dados ainda será empregada na identificação e reconstrução de celulossomas (in silico) produzidos pelo consórcio microbiano que, utilizando princípios de biologia sintética, serão expressos heterologamente em Aspergillus nidulans. Finalmente, as enzimas reveladas neste estudo devem ser avaliadas quanto ao potencial de complementar coquetéis lignocelulolíticos comerciais.

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Publicações científicas (7)
(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)
MORAES, EDUARDO C.; ALVAREZ, THABATA M.; PERSINOTI, GABRIELA F.; TOMAZETTO, GEIZECLER; BRENELLI, LIVIA B.; PAIXAO, DOUGLAS A. A.; EMATSU, GABRIELA C.; ARICETTI, JULIANA A.; CALDANA, CAMILA; DIXON, NEIL; et al. Lignolytic-consortium omics analyses reveal novel genomes and pathways involved in lignin modification and valorization. BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS, v. 11, . (13/03061-0, 14/26152-4, 15/50590-4, 15/23279-6)
ALVAREDO PAIXAO, DOUGLAS ANTONIO; TOMAZETTO, GEIZECLER; SODRE, VICTORIA RAMOS; GONCALVES, THIAGO A.; UCHIMA, CRISTIANE AKEMI; BUCHLI, FERNANDA; ALVAREZ, THABATA MARIA; PERSINOTI, GABRIELA FELIX; DA SILVA, MARCIO JOSE; BRAGATTO, JULIANO; et al. Microbial enrichment and meta-omics analysis identify CAZymes from mangrove sediments with unique properties. Enzyme and Microbial Technology, v. 148, . (12/19040-0, 15/50590-4, 14/04105-4, 16/09950-0, 15/23279-6, 18/18101-1, 17/16089-1)
ANDRADE, VIVIANE BRITO; TOMAZETTO, GEIZECLER; ALMEIDA, DNANE VIEIRA; TRAMONTINA, ROBSON; SQUINA, FABIO MARCIO; GARCIA, WANIUS. Enzymatic and biophysical characterization of a novel modular cellulosomal GH5 endoglucanase multifunctional from the anaerobic gut fungus Piromyces finnis. BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-PROTEINS AND PROTEOMICS, v. 1872, n. 1, p. 11-pg., . (20/15595-3, 20/05784-3, 21/04254-3, 15/23279-6, 22/08958-8, 15/50590-4)
PIMENTEL, AGNES C.; LIBERATO, MARCELO V.; CAIRO, JOAO PAULO L. FRANCO; TOMAZETTO, GEIZECLER; GANDIN, CESAR A.; NETO, MARIO DE OLIVEIRA; ALVAREZ, THABATA M.; SQUINA, FABIO M.. Structural and functional insights of the catalytic GH5 and Calx-beta domains from the metagenome-derived endoglucanase CelE2. Enzyme and Microbial Technology, v. 165, p. 10-pg., . (16/01926-2, 15/50590-4, 20/05784-3, 14/04105-4, 10/11469-1, 16/09950-0, 15/23279-6)
LIBERATO, MARCELO VIZONA; CAMPOS, BRUNA MEDEIA; TOMAZETTO, GEIZECLER; CROUCH, LUCY ISOBEL; GARCIA, WANIUS; DE MATTOS ZERI, ANA CAROLINA; BOLAM, DAVID NICHOL; SQUINA, FABIO MARCIO.

Unique properties of a Dictyostelium discoideum carbohydrate-binding module expand our understanding of CBM-ligand interactions

. Journal of Biological Chemistry, v. 298, n. 5, p. 10-pg., . (15/50590-4, 13/06336-0, 15/23279-6, 20/15595-3, 14/04105-4, 20/05784-3, 15/14009-5, 17/17275-3)
GONCALVES, THIAGO AUGUSTO; SODRE, VICTORIA; DA SILVA, STEPHANIE NEMESIO; VILELA, NATHALIA; TOMAZETTO, GEIZECLER; ARAUJO, JUSCEMACIA NASCIMENTO; MUNIZ, JOAO RENATO C.; FILL, TAICIA PACHECO; DAMASIO, ANDRE; GARCIA, WANIUS; et al. Applying biochemical and structural characterization of hydroxycinnamate catabolic enzymes from soil metagenome for lignin valorization strategies. Applied Microbiology and Biotechnology, v. 106, n. 7, p. 14-pg., . (17/16976-8, 20/05784-3, 18/18101-1, 17/17275-3, 17/22669-0, 15/50612-8, 15/50590-4, 15/23279-6)
TOMAZETTO, GEIZECLER; PIMENTEL, AGNES C.; WIBBERG, DANIEL; DIXON, NEIL; SQUINA, FABIO M.. Multi-omic Directed Discovery of Cellulosomes, Polysaccharide Utilization Loci, and Lignocellulases from an Enriched Rumen Anaerobic Consortium. Applied and Environmental Microbiology, v. 86, n. 18, . (16/01926-2, 18/23826-5, 15/50590-4, 15/23279-6)

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