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Estudos estruturais e de espectroscopia em LPMOs de cupins

Processo: 17/11952-3
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 23 de setembro de 2017
Vigência (Término): 22 de setembro de 2018
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
Pesquisador responsável:Fábio Márcio Squina
Beneficiário:João Paulo Lourenço Franco Cairo
Supervisor no Exterior: Paul Howard Walton
Instituição-sede: Pró-Reitoria de Pós-Graduação, Pesquisa, Extensão e Inovação. Universidade de Sorocaba (UNISO). Sorocaba , SP, Brasil
Local de pesquisa : University of York, Inglaterra  
Vinculado à bolsa:16/09950-0 - Caracterização funcional, estrutural e aplicação biotecnológica de mono-oxigenases líticas de polissacarídeos do cupim inferior Coptotermes gestroi, BP.PD
Assunto(s):Mono-oxigenases líticas de polissacarídeos   Cupim

Resumo

Os cupins são insetos sociais que desempenham um papel fundamental no ciclo do carbono em florestas tropicais e savanas. Eles exibem divisão do trabalho entre suas castas e são altamente eficientes na degradação da lignocelulose. Nosso grupo publicou recentemente um trabalho no qual evidenciou-se que enzimas oxidativas estão envolvidas na digestão da biomassa de planta no intestino de cupins inferiores, atuando em conjunto com celulases. Além disso, dados não publicados do nosso grupo revelaram que o genoma do cupim Coptotermes gestroi possui dois genes que contêm o domínio LPMO_10 Pfam (PF03067). Esse domínio codifica enzimas oxidativas dependentes de cobre conhecidas como monooxigenases líticas de polissacarídeos ou LPMOs. Essas metalo enzimas podem clivar polímeros de celulose, hemicelulose, amido e quitina por mecanismo oxidativo em vez do mecanismo hidrolítico clássico observado para celulases e hemicelulases. Uma busca por clusters de LPMOs ortólogas as do cupim C. gestroi no banco de dados do EggNOg, revelou mais de 80 LPMOs de metazoários, especialmente no filo Arthropoda. A análise filogenética dessas enzimas mostrou que os genes de LPMO de cupins e de outros metazoários não se agruparam com as LPMOs já caracterizadas de fungos e bactérias pertencentes as famílias AA9, AA10, AA11 e AA13, o que sugere novas famílias de LPMOs. Assim, o objetivo deste estudo é investigar e comparar as características estruturais e espectroscópicas de duas LPMOs de C. gestroi, as quais possuem baixa similaridade entre si (CgLPMO-1 e CgLPMO-2), focando no seu sítio catalítico e suas interações com os substratos. Utilizando uma combinação de diferentes técnicas, como calorimetria de titulação isotérmica de deslocamento (ITC), fluorimetria de varredura diferencial (DSF), ressonância paramagnética de elétrons (EPR) e cristalografia de proteínas, o nosso trabalho pretende comparar as interações entre a enzima e o metal cobre, assim como a enzima e seus substratos. Consequentemente, esses estudos contribuirão para uma melhor compreensão das bases moleculares da clivagem de polissacarídeos por LPMOs, que possivelmente pertencem a novas famílias de enzimas de atividades auxiliares AAs.

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