Uma nova estratégia para a produção anaeróbia de poli-hidroxialcanoatos (PHAs)

• Processo: 19/07002-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2020
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
• Acordo de Cooperação: Organização Holandesa para a Pesquisa Científica (NWO)
• Pesquisador responsável: Jonas Contiero
• Beneficiário: Paulo Marcelo Avila Neto
• Instituição Sede: Instituto de Pesquisa em Bioenergia (IPBEN). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Rio Claro. Rio Claro , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 17/50249-6 - Uma nova estratégia de produção de poliidroxialcanoatos (PHA) por anaerobiose, AP.TEM
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: anaerobiose | Engenharia metabólica | Escherichia coli | Evolução adaptativa em laboratório | poli-hidroxialcanoatos | sacarose | Fermentação, Engenharia genética, Evolução Dirigida

Resumo

Apesar de ser inegável as contribuições que os plásticos derivados de petróleo tiveram para a modernização das tecnologias, o uso dos plásticos de maneira descartável tem causado sérios problemas de poluição de habitats marinhos e terrestres, e a exploração exacerbada de fontes de carbono não renováveis põe em risco a própria existência humana com as mudanças climáticas decorrentes. Faz-se necessário a substituição de plásticos persistentes por alternativas de origem biológica, de alta biodegradabilidade e de fontes renováveis. Nesse contexto, existe a opção dos polihidroxialcanoatos (PHAs) produzidos por diversos micro-organismos. Porém, a produção fermentativa de PHAs em grande escala ainda não é competitiva economicamente com o preço dos plásticos originados do petróleo. Novas tecnologias são abordadas neste projeto para tornar a produção de PHA viável pela aplicação da engenharia metabólica acoplada à evolução adaptativa de Escherichia coli. Aqui propomos a síntese de PHAs a partir de sacarose em fermentação anaeróbica, com maior ganho energético pela fosforilação da sacarose, e buscando-se o equilíbrio redox em anaerobiose pela utilização de uma acetoacetil-CoA redutase dependente de NADH, tornando o PHA sintetizado em aceptor final de elétrons. Ainda, vias metabólicas competitivas serão eliminadas ou reguladas para garantir que a rota fermentativa prevalente seja a produção de PHAs. Sem a necessidade de aeração que encarece o processo, acoplado ao uso de sacarose (melaço de cana-de-açúcar) ou ainda resíduos agroindustriais, pode-se baratear a produção desse biopolímero, tornando-o finalmente competitivo no mercado.