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Engenharia genética e metabólica de uma linhagem industrial de Saccharomyces cerevisiae para o transporte e co-fermentação de xilose e celobiose visando aprimoramento do processo de produção de etanol a partir do bagaço de cana-de-açúcar

Processo: 18/25898-3
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de agosto de 2019
Vigência (Término): 31 de julho de 2021
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica - Bioquímica de Microorganismos
Pesquisador responsável:Roberto Do Nascimento Silva
Beneficiário:Karoline Maria Vieira Nogueira
Instituição-sede: Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
Assunto(s):Engenharia genética   Engenharia metabólica   Saccharomyces cerevisiae   Fermentação   Xilose   Celobiose   Etanol   Bagaço de cana-de-açúcar

Resumo

Um dos desafios para que o etanol produzido a partir da biomassa lignocelulósica (etanol 2G) seja economicamente viável se encontra na etapa de fermentação. Saccharomyces cerevisiae, é amplamente utilizada nas usinas brasileiras para produção de etanol 1G, no entanto, para que a levedura seja empregada com sucesso na produção de grande volume de etanol 2G é necessário expandir a utilização de diferentes fontes de carbono, incluindo pentoses (como xilose), presente na biomassa lignocelulósica. Além dessa levedura não ser capaz de fermentar pentoses, em S. cerevisiae, a repressão por glicose causada pelo consumo de alta concentração desse açúcar durante o processo de fermentação resulta na inibição de outras vias metabólicas envolvidas na utilização de diferentes fontes de carbono. Um dos promissores mecanismos para burlar a repressão por glicose e, proporcionar a utilização simultânea de outras fontes de carbono, é o consumo de celobiose pela levedura. Entretanto, essa levedura não é capaz de metabolizar xilose e celobiose, além de não possuir os genes codificantes para transportadores específicos desses açúcares em seu genoma. Com o intuito de construir cepas projetas para transporte e metabolização de D-xilose e celobiose, esse projeto partirá da linhagem S. cerevisiae MEC 1133 para a inserção dos genes que codificam para o transportador Tr_69957 de Trichoderma reesei e uma ²-glicosidase intracelular de Neurospora crassa. S. cerevisiae MEC 1133 foi engenheirada para metabolização de xilose e desenvolvida a partir da cepa S. cerevisiae PE-2 - amplamente utilizada nas usinas brasileiras produtoras de etanol. Dessa forma, pretendemos obter uma cepa com maior rendimento de etanol obtido a partir do hidrolisado do bagaço de cana-de-açúcar. (AU)