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Desenvolvimento de coquetéis enzimáticos para modificação de xilana e produção de derivados

Processo: 18/07648-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de janeiro de 2019
Vigência (Término): 30 de setembro de 2021
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
Pesquisador responsável:Michel Brienzo
Beneficiário:Danilo Bueno
Instituição-sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Rio Claro. Rio Claro , SP, Brasil
Assunto(s):Endo-1,4-beta-xilanases   Xilo-oligossacarídeos   Expressão heteróloga   Hidrogéis

Resumo

recalcitrância da biomassa lignocelulósica tem sido apontada como uma barreira para a viabilidade técnico-econômica nos processos de extração e produção de moléculas de alto valor agregado. Naturalmente, os materiais lignocelulósicos são resistentes à degradação enzimática ou microbiana, o que ocorre graças à organização de seus componentes, onde a celulose encontra-se embebida em uma matriz composta por hemicelulose e lignina. Portanto, extrair a xilana (hemicelulose) do bagaço da cana de açúcar, livre de lignina residual, é um grande desafio. A xilana apresenta diversas aplicações, o que depende da sua forma: polimérica, oligomérica, monomérica, com ou sem ramificações (xilooligossacarídeos, xilose, hidrogéis, confecção de embalagens, peles artificiais etc). Uma abordagem alternativa a via química é desenvolver um extrato enzimático capaz de: (1) levar a completa hidrólise da xilana, contendo enzimas que clivam ligações tanto da cadeia principal, quanto de seus grupos pendentes; (2) clivar as ligações com os grupos pendentes, gerando uma xilana livre de grupos pendentes; (3) clivar diferentes ligações na cadeia principal gerando produtos com diferentes grau de polimerização; (4) clivar ligações entre a cadeia de xilana e a lignina residual. Deste modo, este projeto almeja desenvolver extratos enzimáticos (enzimas heterólogas) que possam: levar a completa hidrólise daxilana; remover grupos pendentes da cadeia principal da xilana e assim produzir uma xilana apropriada para produção de filme; remover a lignina residual da cadeia de hemicelulose; e clivar a cadeia principal gerando XOS com diferentes graus de polimerização. A produção destes extratos enzimáticos será realizada através de cultivo de diversos microrganismos produtores de xilanases, enzimas auxiliares e ligninases. Estes extratos serão parcialmente purificados e concentrados, de acordo com cada objetivo. Portanto, este projeto pode desenvolver extratos enzimáticos robustos que levará a geração de produtos e matérias primas de grande interesse industrial.