Identificação de enzimas com potencial biotecnológico em um fungo do gênero Trichoderma

• Processo: 16/02792-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Vigência (Início): 01 de junho de 2016
• Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2018
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Pesquisador responsável: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira
• Beneficiário: Michelle Alexandrino de Assis
• Instituição Sede: Instituto de Biologia (IB). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Biomassa lignocelulósica Fungos filamentosos Biocombustíveis Hidrólise Atividade enzimática
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: atividade enzimática | Biocombustíveis | biomassa lignocelulósica | coquetéis enzimáticos | hidrólise | Trichoderma sp | Fungos Filamentosos

Resumo

Um dos problemas ambientais que mais se agravou e gerou preocupação mundial nos últimos tempos foi o aquecimento global. Tal fenômeno se dá a partir de ações antrópicas como a emissão de gases de efeito estufa (CO2, por exemplo) na atmosfera, cabendo às novas tecnologias tentarem encontrar fontes de energia renováveis e não poluentes. Uma das soluções mais promissoras é o desenvolvimento de biocombustíveis lignocelulósicos, sendo essa uma área de estudo que vem crescendo nas últimas décadas. Considerando que a biomassa lignocelulósica constitui a maior reserva de carboidratos disponível e que o Brasil possui uma grande extensão territorial com condições climáticas propícias à produção de biomassa, além de ser um grande produtor de resíduos agroindustriais, nos tornamos um dos países com maior potencial nessa indústria. O maior obstáculo para a viabilidade deste processo está relacionado à etapa de hidrólise enzimática desse material, levando em conta o elevado custo dos coquetéis enzimáticos e monopólio de empresas estrangeiras. Um coquetel enzimático eficiente deve conter uma mistura de celulases, hemicelulases e ligninases capazes de agir de forma sinérgica, visando um rendimento maior de açúcares fermentescíveis ao final da hidrólise. As principais enzimas utilizadas para a produção de coquetéis enzimáticos são secretadas por fungos filamentosos, sendo que um dos mais bem descritos é o Trichoderma reesei, por ser uma das espécies mais eficientes. Porém, considerando que a secreção de algumas enzimas é relativamente baixa, uma das estratégias mais abordadas consiste no desenvolvimento de cepas mutantes visando um maior rendimento da hidrólise. Embora a biotecnologia venha oferecendo oportunidades importantes para alcançar estes objetivos, a produção destes coquetéis ainda é um desafio a ser superado. Com esse intuito, a identificação de enzimas capazes de hidrolisar celulose e hemicelulose torna-se substancial, visando um barateamento do processo como um todo e contribuindo para viabilidade da produção de biocombustíveis lignocelulósicos. O presente projeto visa a identificação das diferentes enzimas capazes de hidrolisar materiais lignocelulósicos produzidas por um fungo filamentoso do gênero Trichoderma (previamente identificado), que foi apontado quantitativamente em ensaios específicos como melhor produtor enzimático de xilanases, endoglucanases e b- glicosidases, além de apresentar uma maior eficiência na hidrólise de materiais lignocelulósicos, quando comparado com a espécie de referência Trichoderma reesei. Para tanto, torna-se necessário atingir os seguintes objetivos específicos:- Padronização do cultivo do fungo selecionado e do controle T. reesei em duas diferentes fontes de carbono (palha pré-tratada e Cana Energia integral pré-tratada).- Identificação das enzimas secretadas por ambas as espécies a partir de espectrometria de massas nas duas condições.- Manipulação gênica do Trichoderma reesei, visando à inserção de genes codificantes de enzimas encontradas na outra espécie para comprovação da relação entre estes genes e o desempenho superior da linhagem estudada durante o processo de hidrólise.

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)

DA SILVA, DESIREE S.; DANTZGER, MIRIAM; ASSIS, MICHELLE A.; GALLARDO, JESSICA C. M.; TEIXEIRA, GLEIDSON S.; MISSAWA, SILVIA K.; DOMINGUES, ROMENIA R.; CARAZZOLLE, MARCELO F.; LUNARDI, INES; LEME, ADRIANA F. P.; et al. Lignocellulolytic characterization and comparative secretome analysis of a Trichoderma erinaceum strain isolated from decaying sugarcane straw. FUNGAL BIOLOGY, v. 123, n. 4, p. 330-340, APR 2019. (16/02792-0)

DE CARVALHO, L. M.; BORELLI, G.; CAMARGO, A. P.; DE ASSIS, M. A.; DE FERRAZ, S. M. F.; FIAMENGHI, M. B.; JOSE, J.; MOFATTO, L. S.; NAGAMATSU, S. T.; PERSINOTI, G. F.; et al. Bioinformatics applied to biotechnology: A review towards bioenergy research. BIOMASS & BIOENERGY, v. 123, p. 195-224, APR 2019. (16/05379-6, 16/02792-0, 17/07008-8, 17/13015-7, 13/08293-7, 14/26905-2, 15/06263-9)

Publicações acadêmicas

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

ASSIS, Michelle Alexandrino de. Identificação de enzimas com potencial biotecnológico em Trichoderma erinaceum. 2018. Dissertação de Mestrado - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia Campinas, SP.