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Evolução racional por métodos computacionais aplicados na predição de mutações no desenvolvimento de enzimas para produção de biocombustíveis

Processo: 16/13998-8
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de janeiro de 2017
Vigência (Término): 17 de junho de 2021
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
Convênio/Acordo: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Pesquisador responsável:Vitor Barbanti Pereira Leite
Beneficiário:Vinícius de Godoi Contessoto
Instituição-sede: Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas (IBILCE). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de São José do Rio Preto. São José do Rio Preto , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):17/09662-7 - Evolução racional por métodos computacionais aplicada em enzimas relacionadas com a produção de bioetanol, BE.EP.PD
Assunto(s):Bioetanol

Resumo

A procura por fontes de energia limpas e renováveis está entre os grandes desafios para a ciência atual. A utilização do bioetanol de segunda geração é vista como essencial na substituição dos combustíveis fósseis.A produção do bioetanol envolve o uso da porção da biomassa da cana-de-açúcar que não é utilizada diretamente no processo de fermentação.Este processo constitui em transformar a celulose em unidades de carboidratos menores e solúveis por meio de enzimas específicas. O desafio tecnológico atual está na obtenção e otimização das enzimas para realizar o processo hidrolise com maior eficiência.Resultados experimentais obtidos pelo grupo experimental CTBE, em estudos na enzima Xilanase A de Bacillus subtilis,apresentam uma série de mutações que indicam o aumento da atividade catalítica e da termoestabilidade desta enzima.Entender o efeito de cada mutação realizada na enzima é fundamental para se alcançar métodos eficientes para a geração de enzimas otimizadas.A motivação deste projeto é trabalhar na otimização in silico da estabilidade de enzimas, propondo mutações sítio dirigidas que serão testadas experimentalmente.A aplicação imediata, já em desenvolvimento, visa a avaliação e otimização de coquetéis enzimáticos utilizados na produção de bioetanol de segunda geração. A otimização tem como objetivo o aumento de atividade catalítica, o aumento de termoestabilidade e o controle de pH, adequando as enzimas para que seu funcionamento ótimo esteja de acordo com as condições dos reatores. Serão utilizados métodos de predições de mutações baseados na otimização da interação carga-carga da superfície da enzima, na reconstrução de sequências ancestrais e sequência consenso. As mutações sugeridas pelos métodos teóricos serão validadas experimentalmente pelo grupo colaborador do CTBE. (AU)

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)
DA SILVA, FERNANDO B.; DE OLIVEIRA, VINICIUS M.; SANCHES, MURILO N.; CONTESSOTO, VINICIUS G.; LEITE, VITOR B. P. Rational Design of Chymotrypsin Inhibitor 2 by Optimizing Non-Native Interactions. JOURNAL OF CHEMICAL INFORMATION AND MODELING, v. 60, n. 2, p. 982-988, FEB 2020. Citações Web of Science: 1.
DODERO-ROJAS, ESTEBAN; FERREIRA, LUIZA G.; LEITE, VITOR B. P.; ONUCHIC, JOSE N.; CONTESSOTO, VINICIUS G. Modeling Chikungunya control strategies and Mayaro potential outbreak in the city of Rio de Janeiro. PLoS One, v. 15, n. 1 JAN 28 2020. Citações Web of Science: 0.
FREITAS, FREDERICO CAMPOS; LIMA, ANGELICA NAKAGAWA; CONTESSOTO, VINICIUS DE GODOI; WHITFORD, PAUL C.; DE OLIVEIRA, RONALDO JUNIO. Drift-diffusion (DrDiff) framework determines kinetics and thermodynamics of two-state folding trajectory and tunes diffusion models. Journal of Chemical Physics, v. 151, n. 11 SEP 21 2019. Citações Web of Science: 0.
DA SILVA, FERNANDO BRUNO; CONTESSOTO, VINICIUS G.; DE OLIVEIRA, VINICIUS M.; CLARKE, JANE; LEITE, VITOR B. P. Non-Native Cooperative Interactions Modulate Protein Folding Rates. Journal of Physical Chemistry B, v. 122, n. 48, p. 10817-10824, DEC 6 2018. Citações Web of Science: 3.
CONTESSOTO, VINICIUS G.; DE OLIVEIRA, VINICIUS M.; FERNANDES, BRUNO R.; SLADE, GABRIEL G.; LEITE, VITOR B. P. TKSA-MC: A web server for rational mutation through the optimization of protein charge interactions. PROTEINS-STRUCTURE FUNCTION AND BIOINFORMATICS, v. 86, n. 11, p. 1184-1188, NOV 2018. Citações Web of Science: 2.
DE OLIVEIRA, VINICIUS MARTINS; CONTESSOTO, VINICIUS DE GODOI; DA SILVA, FERNANDO BRUNO; ZAGO CAETANO, DANIEL LUCAS; DE CARVALHO, SIDNEY JURADO; PEREIRA LEITE, VITOR BARBANTI. Effects of pH and Salt Concentration on Stability of a Protein G Variant Using Coarse-Grained Models. BIOPHYSICAL JOURNAL, v. 114, n. 1, p. 65-75, JAN 9 2018. Citações Web of Science: 8.
VINÍCIUS DE GODOI CONTESSOTO; ANTONIO BENTO DE OLIVEIRA JUNIOR; JORGE CHAHINE; RONALDO JUNIO DE OLIVEIRA; VITOR BARBANTI PEREIRA LEITE. Introdução ao problema de enovelamento de proteínas: uma abordagem utilizando modelos computacionais simplificados. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 40, n. 4, p. -, 2018.

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