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Avaliação do potencial biotecnológico do sistema celulolítico de Xanthomonas axonopodis pv. citri: uma abordagem estrutural, funcional e aplicada

Processo: 17/14253-9
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de novembro de 2017
Vigência (Término): 06 de agosto de 2021
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
Pesquisador responsável:Mário Tyago Murakami
Beneficiário:Ricardo Rodrigues de Melo
Instituição-sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações (Brasil). Campinas , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:15/26982-0 - Explorando novas estratégias para a despolimerização de polissacarídeos da parede celular vegetal: da estrutura, função e desenho racional de hidrolases glicosídicas às implicações biológicas e potenciais aplicações biotecnológicas, AP.TEM
Assunto(s):Biomassa lignocelulósica   Celulase   Bioprodutos

Resumo

A heterogeneidade e recalcitrância da biomassa lignocelulósica faz com que sua degradação completa e eficiente seja ainda um desafio a ser superado na viabilização econômica de alguns bioprocessos, tais como a produção do etanol celulósico. Um dos principais fatores que contribuem para este cenário é a falta de coquetéis enzimáticos eficientes e de baixo custo. Os fitopatógenos da família Xanthomonadaceae, em particular, a espécie Xanthomonas axonopodis pv. citri (XAC), causadora do cancro cítrico, que afeta diversos cultivares de citros, e resultando em expressivas perdas econômicas a agricultura do país, contém um amplo repertório de genes relacionados à expressão de hidrolases glicosídicas (GHs). A XAC mesmo não realizando etapas de maceração massiva da parede celular vegetal, possui em seu genoma a predição de 100 genes de GHs distribuídas em 45 famílias, quantidade esta comparável a organismos especializados na degradação da biomassa lignocelulósica, como Ruminococcus albus e Clostridium cellulolyticum. Diante disso, o objetivo deste projeto de Pós-Doutorado é avaliar GHs de XAC ainda inexploradas envolvidas na degradação da celulose (GHs da família 3, 5, 8 e 9). De acordo com o CAZy, das mais de 13.971 sequências preditas como sendo GHs 5, 8 e 9, somente 5,6 % deste total encontram-se caracterizadas bioquimicamente e, menos ainda em um contexto estrutural. Entende-se que o conhecimento de somente poucos membros não é suficiente para revelar toda a diversidade funcional contida nestas famílias, ainda mais se exibem uma ampla gama de atividades e modos de ação. Neste contexto, espera-se assim contribuir para o maior entendimento mecanístico dos modos de ação presentes nestas famílias, utilizando-se para isso, uma abordagem multidisciplinar envolvendo bioquímica, cinética enzimática, imobilização, e analises estrutural (cristalografia de raios-X, DLS, SAXS e dicroísmo circular). Além disso, esse projeto tem como alvo, uma das principais famílias de GHs que são essenciais aos coquetéis comerciais que degradam à celulose, a família 3. Neste contexto, pretende-se avaliar qual o papel do domínio PA14 presente em uma GH3 de XAC, um domínio enigmático ainda pouco caracterizado na literatura para a família 3; além de investigar qual a diferença funcional (bioquímica e glicose tolerante) e estrutural entre as GH3 pertencentes a esse fitopatógeno.

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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)
CONTESSOTO, VINICIUS DE GODOI; RAMOS, FELIPE CARDOSO; DE MELO, RICARDO RODRIGUES; DE OLIVEIRA, VINICIUS MARTINS; SCARPASSA, JOSIANE ANIELE; DE SOUSA, AMANDA SILVA; ZANPHORLIN, LETICIA MARIA; SLADE, GABRIEL GOUVEA; PEREIRA LEITE, VITOR BARBANTI; RULLER, ROBERTO. lectrostatic interaction optimization improves catalytic rates and thermotolerance on xylanase. BIOPHYSICAL JOURNAL, v. 120, n. 11, p. 2172-2180, . (17/09662-7, 17/14253-9, 16/19766-1, 19/22540-3, 18/11614-3, 16/13998-8, 14/06862-7)
LEAL MOTTA, MARIA LORENZA; FERREIRA FILHO, JAIRE ALVES; DE MELO, RICARDO RODRIGUES; ZANPHORLIN, LETICIA MARIA; DOS SANTOS, CLELTON APARECIDO; DE SOUZA, ANETE PEREIRA. A novel fungal metal-dependent alpha-l-arabinofuranosidase of family 54 glycoside hydrolase shows expanded substrate specificity. SCIENTIFIC REPORTS, v. 11, n. 1, . (17/14253-9, 15/09202-0, 18/19660-4, 16/19775-0, 19/08855-1)
DE SOUSA, AMANDA S.; DE MELO, RICARDO R.; MIYAMOTO, RENAN Y.; MORAIS, MARIANA A. B.; ANDRADE, LILIANE P.; MILAN, NATALIA; DE AVILA, MAYARA C.; DE SOUZA, CLAUDIA M.; ADAO, REGINA C.; SCARPASSA, JOSIANE A.; et al. A rationally identified marine GH1 beta-glucosidase has distinguishing functional features for simultaneous saccharification and fermentation. BIOFUELS BIOPRODUCTS & BIOREFINING-BIOFPR, . (16/19995-0, 17/14253-9, 18/02865-2, 15/26982-0, 16/06509-0, 19/08855-1)
RODRIGUES DE MELO, RICARDO; CARLOS ALNOCH, ROBSON; DE SOUSA, AMANDA SILVA; SATO, HELIA HARUMI; RULLER, ROBERTO; MATEO, CESAR. Cross-Linking with Polyethylenimine Confers Better Functional Characteristics to an Immobilized beta-glucosidase from Exiguobacterium antarcticum B7. CATALYSTS, v. 9, n. 3, . (17/14253-9)
VIEIRA, PLINIO S.; BONFIM, ISABELA M.; ARAUJO, EVANDRO A.; MELO, RICARDO R.; LIMA, AUGUSTO R.; FESSEL, MELISSA R.; PAIXAO, DOUGLAS A. A.; PERSINOTI, GABRIELA F.; ROCCO, SILVANA A.; LIMA, TATIANI B.; et al. Xyloglucan processing machinery in Xanthomonas pathogens and its role in the transcriptional activation of virulence factors. NATURE COMMUNICATIONS, v. 12, n. 1, . (17/14253-9, 15/26982-0, 16/06509-0, 15/13684-0, 18/03724-3, 19/13936-0, 17/00203-0, 16/19995-0)
DE MELO, RICARDO RODRIGUES; DE LIMA, EVANDRO ANTONIO; PERSINOTI, GABRIELA FELIX; VIEIRA, PLINIO SALMAZO; DE SOUSA, AMANDA SILVA; ZANPHORLIN, LETICIA MARIA; DE GIUSEPPE, PRISCILA OLIVEIRA; RULLER, ROBERTO; MURAKAMI, MARIO TYAGO. Identification of a cold-adapted and metal-stimulated beta-1,4-glucanase with potential use in the extraction of bioactive compounds from plants. International Journal of Biological Macromolecules, v. 166, p. 190-199, . (15/26982-0, 17/14253-9)
MIYAMOTO, RENAN YUJI; DE MELO, RICARDO RODRIGUES; DE MESQUITA SAMPAIO, ISABELLE LOBO; DE SOUSA, AMANDA SILVA; MORAIS, EDVALDO RODRIGO; SARGO, CINTIA REGINA; ZANPHORLIN, LETICIA MARIA. Paradigm shift in xylose isomerase usage: a novel scenario with distinct applications. CRITICAL REVIEWS IN BIOTECHNOLOGY, . (19/08855-1, 17/14253-9, 18/02865-2)

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