Estados quaternários do CBM64 e suas interações com substratos Polisacarídicos

• Processo: 16/23477-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2017
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2017
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Acordo de Cooperação: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
• Pesquisador responsável: Munir Salomao Skaf
• Beneficiário: Bruna Medéia de Campos
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/08293-7 - CECC - Centro de Engenharia e Ciências Computacionais, AP.CEPID
• Assunto(s): Dinâmica molecular de proteínas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bioetanol celulósico | Cbm64 | Dinâmica molecular de proteínas | interação proteína-substrato | Biofísico-química; química teórica

Resumo

A produção de biocombustíveis e insumos químicos de alto valor agregado a partir da despolimerização da biomassa lignocelulósica ainda é considerada uma tecnologia cara e de baixa eficiência. Um dos principais fatores que contribuem para este cenário é a falta de coquetéis enzimáticos eficientes e de baixo custo. Os módulos de ligação a carboidratos (CBMs) são partes integrantes destas enzimas e vêm ganhando cada vez mais espaço neste campo por serem os principais módulos proteícos capazes de orientar os módulos catalíticos de polissacaridases, visando a quebra da biomassa lignocelulósica insolúvel em açúcares solúveis. Além disso, recentemente, estudos de celulossomos e de CBMs tem mostrado que esses CBMs tenham uma função ainda mais importante na degradação de carboidratos do que simplesmente direcionar a enzima ao substrato. A proteína CBM64 é um CBM da família 64, ligado a uma GH10, que possui função de xiloglucanase e foi isolada primeiramente na Spirochaeta thermophila, que cresce em temperatura ótima de 65 °C. Este CBM apresentou características inusitadas, visto que é um dímero em solução a 25 °C, ligando-se a substratos solúveis e insolúveis com grande afinidade. Interessantemente, a 65°C, a proteína se apresenta parte em dímero e parte em monômero e sua capacidade de se ligar a substratos solúveis é diminuída. A estrutura tridimensional da proteína foi resolvida e diversos ensaios biofísico-químicos vem sendo realizados com o objetivo de entender o mecanismo de ligação deste dímero ao substrato. Entretanto, não foi possível mapear o sítio de interação da proteína com o ligante nem elucidar como o dímero e a temperatura afetam o processo de ligação proteína-substrato, nem entender qual seria o papel desse dímero na degradação da biomassa. Este projeto tem como objetivo elucidar o mecanismo de ligação do CBM64 aos substratos, visando entender por qual sítio a proteína dimérica se liga ao substrato e como a temperatura e a presença ou não do dímero afetam essa interação e podem, portanto, auxiliar na degradação mais efetiva do carboidrato. O projeto também visa estudar a proteína completa, abrangendo enzima, linker e CBM64, visando esclarecer como a dimerização do CBM afeta a enzima. Este projeto constitui uma importante contribuição à colaboração científica entre os grupos dos Profs. Munir Skaf e Fabio Squina, conduzidos respectivamente no Centro Cepid "Center for Computational Engineering & Sciences" da UNICAMP e o CBTE/CNPEM, ambos apoiados pela FAPESP. (AU)