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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 2022
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)

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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)
CONTATO, ALEX GRACA; DE OLIVEIRA, TASSIO BRITO; ARANHA, GUILHERME MAURO; DE FREITAS, EMANUELLE NEIVERTH; VICI, ANA CLAUDIA; VIEIRA NOGUEIRA, KAROLINE MARIA; DE LUCAS, ROSYMAR COUTINHO; DE ALMEIDA SCARCELLA, ANA SILVIA; BUCKERIDGE, MARCOS SILVEIRA; SILVA, ROBERTO NASCIMENTO; TEIXEIRA DE MORAES POLIZELI, MARIA DE LOURDES. Prospection of Fungal Lignocellulolytic Enzymes Produced from Jatoba (Hymenaea courbaril) and Tamarind (Tamarindus indica) Seeds: Scaling for Bioreactor and Saccharification Profile of Sugarcane Bagasse. MICROORGANISMS, v. 9, n. 3 MAR 2021. Citações Web of Science: 1.
VIEIRA NOGUEIRA, KAROLINE MARIA; MENDES, VANESSA; CARRARO, CLAUDIA BATISTA; TAVEIRA, IASMIN CARTAXO; OSHIQUIRI, LETICIA HARUMI; GUPTA, VIJAI K.; SILVA, ROBERTO N. Sugar transporters from industrial fungi: Key to improving second-generation ethanol production. RENEWABLE & SUSTAINABLE ENERGY REVIEWS, v. 131, OCT 2020. Citações Web of Science: 6.

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