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Formulação de um coquetel enzimático sinérgico otimizado com enzimas acessórias para melhorar o desempenho hidrolítico do Panicum maximum Jacq

Processo: 19/07141-5
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2019
Vigência (Término): 29 de fevereiro de 2020
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica - Enzimologia
Pesquisador responsável:Maria de Lourdes Teixeira de Moraes Polizeli
Beneficiário:Emanuelle Neiverth de Freitas
Supervisor no Exterior: John Nicholas Saddler
Instituição-sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
Local de pesquisa : University of British Columbia (UBC), Canadá  
Vinculado à bolsa:17/23989-9 - Biomassa lignocelulósica da gramínea forrageira Panicum maximum Jacq produzida em condições simuladas de clima futuro: potencial fonte de açúcares fermentescíveis para bioenergia, BP.DR
Assunto(s):Panicum maximum   Biocombustíveis

Resumo

O esgotamento dos combustíveis fósseis e a poluição gerada por eles, como a emissão de gases de efeito estufa, estimularam a busca de fontes alternativas e renováveis de energia. A biomassa produzida por gramíneas de crescimento rápido, como o gênero Panicum, comumente usado como forragem, pode ser uma fonte importante de produção de energia limpa, mas é necessário estimar sua produção de potencial de biomassa em situações climáticas futuras simuladas. A biomassa lignocelulósica é composta principalmente por celulose, hemicelulose e lignina e, portanto, é necessária a ação conjunta de muitas enzimas para a produção de açúcares fermentáveis. No entanto, o núcleo celulolítico das enzimas não degrada a biomassa sozinha. Em vez disso, para conseguir uma desconstrução eficaz da lignocelulose, a mistura enzimática também deve conter enzimas / proteínas acessórias, como hemicelulases, polissacarídeos líticos monooxigenases e proteínas não hidrolíticas / não oxidativas, como expansinas. Estas enzimas atuam através da abertura da matriz lignocelulósica e parecem agir sinergicamente com as enzimas hidrolíticas, facilitando a degradação da biomassa. Alguns estudos têm investigado a adição de enzimas acessórias em coquetéis de enzimas e mostraram um aumento significativo no rendimento de hidrólise quando essas enzimas estão na formulação do coquetel. Sabe-se que as condições climáticas podem afetar a fisiologia da planta e modificar a composição lignocelulósica da planta, síntese de componentes da parede celular, o que pode afetar indiretamente a síntese de celulose. Assim, o objetivo deste trabalho é desenvolver um coquetel enzimático específico para cada condição climática futura (temperatura elevada, concentrações elevadas de CO2 e efeitos combinados) que leve a uma maior eficiência de hidrólise, verificando a influência das condições na composição e rentabilidade de cada um deles. grama individualmente. Além disso, será analisado se a adição de enzimas acessórias levará a uma melhoria do processo de sacarificação, bem como será investigada a ação das enzimas do coquetel sobre a estrutura da fibra e da celulose. Para tanto, serão aplicadas algumas técnicas como o Fiber Quality Assay (FQA), teste de Settlablidade, módulos de ligação de carboidratos marcados com sonda de fluorescência e difração de raios X.