Novas PMOs recombinantes de Aspergillus fumigatus: caracterização bioquímica e seu efeito na sacarificação de bagaços de cana com diferentes pré-tratamentos

• Processo: 19/01165-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2019
• Data de Término da vigência: 05 de julho de 2022
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Enzimologia
• Pesquisador responsável: Fernando Segato
• Beneficiário: Josman Andrey Velasco Mendoza
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
• Assunto(s): Biotecnologia Polissacarídeos Aspergillus fumigatus Sacarificação Bagaço de cana-de-açúcar
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bagaço de cana | expressão heteróloga | Fungos filamentosos | Polissacarídeo Monooxigenases | pré-tratamento | sacarificação enzimática | Biotecnologia industrial

Resumo

A recente descoberta das enzimas denominadas LPMOs ou PMOs (do inglês - Lytic Polysaccharide Monooxygenase ou Polysaccharide Monooxygenase) abriu novas perspectivas sobre os mecanismos enzimáticos envolvidos na desconstrução da biomassa lignocelulósica. De maneira semelhante, estas perspectivas impactaram significativamente para o aumento no número de patentes depositadas e das publicações científicas correlatas. Tal impacto vem sendo motivado pelos promissores resultados que estas enzimas oxidativas apresentam ao potencializar os processos convencionais de hidrólise enzimática, contribuindo assim para uma maior viabilidade dos projetos voltados as biorrefinarias. No presente projeto de pesquisa objetiva-se o estudo cinético e funcional de três PMOs recombinantes do fungo termofílico Aspergillus fumigatus var niveus, através de análises de termo estabilidade, comportamento oxidativo sobre diferentes substratos, regiosseletividade, preferência por diferentes agentes redutores, estudos cinéticos com O2 e H2O2 como co-substratos e outros ensaios bioquímicos que sejam necessários para a profunda compreensão do mecanismo catalítico destas enzimas. As monooxigenases que melhor contribuírem no processo de oxidação/degradação de celulose serão avaliadas quanto ao seu potencial para incrementar a eficiência na sacarificação de bagaço de cana-de-açúcar, sendo acrescentadas no coquetel enzimático comercial Celluclast 1.5L (Novozymes). No processo de sacarificação será avaliado também o efeito causado pelo tipo de pré-tratamento empregado, uma vez que serão testados bagaços submetidos a diferentes metodologias de pré-tratamento como ácido diluído, sulfito alcalino e LHW (Liquid Hot Water). Os resultados obtidos irão ampliar o conhecimento destas enzimas com o intuito de aproveitar seu potencial no aprimoramento de coquetéis enzimáticos que sejam mais eficientes na degradação da biomassa, favorecendo assim a viabilidade tecno-econômica dos projetos voltados para bioeconomia. (AU)

Publicações científicas

(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)

VELASCO, JOSMAN; PELLEGRINI, VANESSA DE OLIVEIRA ARNOLDI; SEPULCHRO, ANA GABRIELA VEIGA; KADOWAKI, MARCO ANTONIO SEIKI; SANTO, MELISSA CRISTINA ESPIRITO; POLIKARPOV, IGOR; SEGATO, FERNANDO. Comparative analysis of two recombinant LPMOs from Aspergillus fumigatus and their effects on sugarcane bagasse saccharification. Enzyme and Microbial Technology, v. 144, MAR 2021. (19/22284-7, 15/13684-0, 14/06923-6, 14/18714-2, 19/01165-0, 17/50025-0)

VELASCO, JOSMAN; SEPULCHRO, ANA GABRIELA V.; HIGASI, PAULA M. R.; PELLEGRINI, VANESSA O. A.; CANNELLA, DAVID; DE OLIVEIRA, LEANDRO CRISTANTE; POLIKARPOV, IGOR; SEGATO, FERNANDO. Light Boosts the Activity of Novel LPMO from Aspergillus fumigatus Leading to Oxidative Cleavage of Cellulose and Hemicellulose. ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING, v. 10, n. 50, p. 16-pg., 2022-12-08. (19/22284-7, 18/22300-0, 19/01165-0, 21/06679-1, 14/18714-2, 15/13684-0)

VELASCO, JOSMAN; OLIVA, BIANCA; GONCALVES, ALINE LARISSA; LIMA, AWANA SILVA; FERREIRA, GISLENE; FRANCA, BRUNO ALVES; MULINARI, EVANDRO JOSE; GONCALVES, THIAGO AUGUSTO; SQUINA, FABIO MARCIO; SEIKI KADOWAKI, MARCO ANTONIO; et al. Functional characterization of a novel thermophilic exo-arabinanase fromThermothielavioides terrestris. Applied Microbiology and Biotechnology, v. 104, n. 19, AUG 2020. (14/18714-2, 17/16089-1, 14/06923-6, 19/01165-0, 15/50590-4, 19/06663-8)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

MENDOZA, Josman Andrey Velasco. Novas LPMOs recombinantes de Aspergillus fumigatus: características bioquímicas e sua participação em processos de sacarificação e fotobiocatálise. 2022. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Ciência e Engenharia dos Materiais (IFS/EES) Lorena.