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Estudos estruturais e funcionais de enzimas que participam na síntese e degradação de carboidratos complexos

Processo: 18/02028-3
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
Vigência (Início): 01 de março de 2018
Vigência (Término): 31 de agosto de 2019
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
Pesquisador responsável:Igor Polikarpov
Beneficiário:Darlan Gonçalves Nakayama
Instituição-sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:15/13684-0 - Estudos estruturais e funcionais de enzimas que participam na síntese e degradação de carboidratos complexos, AP.TEM
Assunto(s):Cristalografia de proteínas   Biologia molecular   Parede celular vegetal   Hidrólise   Carboidratos

Resumo

Os carboidratos, como mono- e oligossacarídeos, polissacarídeos e glicoconjugados, desempenham papéis extremamente importantes em todas as formas de vida, participando em interações patógeno-hospedeiro, transdução de sinais, inflamação, tráfego intracelular e diferenciação. Além disso, os carboidratos correspondem a cerca de três quartos da biomassa renovável das plantas (~135 bilhões de toneladas/ano) cujas paredes celulares e açúcares de reserva representam uma fonte renovável de energia e materiais "verdes". Entretanto, a diversidade dos carboidratos e a complexidade da parede celular vegetal tornam a disponibilização enzimática de açúcares simples para produção de biocombustíveis e produtos químicos "verdes" uma tarefa difícil. A nossa atual compreensão de síntese e degradação enzimática de carboidratos complexos no contexto de parede celular está no mínimo incompleta. Estima-se que atualmente menos de 3,8% de enzimas e proteínas auxiliares envolvidas na síntese e degradação de carboidratos estão caracterizadas bioquimicamente e menos de 0,42% estão caracterizadas estruturalmente (Lombard et al., Nucl. Acids Res. (2014) 42: D490-D495). Portanto, neste projeto propomos um estudo estrutural e funcional das enzimas com potencial de depolimerização e síntese de polissacarídeos, visando uma melhor compreensão da sua especificidade e dos mecanismos de ação no contexto da parede celular e sobre carboidratos isolados. Os resultados deste estudo vão trazer conhecimentos básicos em relação da ação enzimática sobre biopolímeros e podem ser importantes para aplicações biotecnológicas como a hidrólise enzimática de materiais lignocelulósicos e transformação de carboidratos em compostos químicos "verdes" e biocombustíveis, entre outras. (AU)