O papel do xiloglucano na determinação da arquitetura da parede celular de cana de açúcar

• Processo: 19/13936-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Botânica - Fisiologia Vegetal
• Acordo de Cooperação: CNPq - INCTs
• Pesquisador responsável: Marcos Silveira Buckeridge
• Beneficiário: Adriana Grandis
• Instituição Sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 14/50884-5 - INCT 2014: Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/05524-7 - Associação de polissacarídeos na macrofibrila de celulose em parede celular de cana de açúcar, BE.EP.PD
• Assunto(s): Xiloglucano Materiais compósitos Celulose
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: celulose | compósito | interação entre polissacarídeos | xiloglucano | Bioquimica de parede celular

Resumo

O xiloglucano (XG) é a principal hemicelulose de plantas, sendo provavelmente o polímero mais abundante no planeta depois da celulose. Os XG interagem com esta última de uma forma específica e acredita-se que eles formem um envoltório das microfibrilas de celulose na parede celular, compondo uma rede de polímeros que, por um lado altera as propriedades mecânicas desta e, por outro, protege a parede celular contra o ataque de patógenos. Apesar dos XG, em gramíneas, ocorrerem em proporção relativamente menor do que nas eudicotiledôneas, a função relacionada à interação com a celulose ainda está presente. Em processos de produção de bioenergia de segunda geração, esta interação é crucial, por ser um dos principais determinantes da recalcitrância da parede celular à hidrólise enzimática. A presente proposta tem por objetivo estudar as propriedades físico-químicas da interação entre os XG e a celulose presentes na parede celular de cana-de-açúcar. Utilizando-se dados previamente obtidos sobre a composição química e um modelo da arquitetura da parede celular da cana-de-açúcar pretende-se: 1) Caracterizar a estrutura fina e as propriedades dos XG provenientes da parede celular de cana-de-açúcar do colmo; 2) Avaliar as propriedades de interação do XG de cana de açúcar com a superfície de diferentes tipos de celulose; 3) Caracterizar as ligações entre os anticorpos específicos e o XG presente na cana-de-açúcar, utilizando-se tanto sua forma isolada quanto o XG em seu estado natural na parede celular. Isto permitirá desenvolver metodologias para a localização do XG in situ na parede celular de diferentes tecidos. Em conjunto, estes dados possibilitarão o desenvolvimento de estratégias para o estudo detalhado das interações XG-celulose, utilizando-se diferentes técnicas de microscopia. Além disso, as metodologias de ganho de acesso à superfície das microfibrilas de celulose possibilitarão uma hidrólise mais eficiente da celulose presente na biomassa de cana, abrindo paralelamente o caminho para o desenvolvimento de novos bio-materiais, a partir da cana-de-açúcar, que poderão ser empregados em outros setores da indústria como por exemplo papel, cosméticos e alimentos.

Publicações científicas

(15)

(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)

PAGLIUSO, DEBORA; NAVARRO, BRUNO VIANA; GRANDIS, ADRIANA; ZERILLO, MARCELO M.; LAM, ERIC; BUCKERIDGE, MARCOS SILVEIRA. NDP-Sugar Pathways Overview of Spirodela polyrhiza and Their Relevance for Bioenergy and Biorefinery. BioEnergy Research, JAN 2022. (19/13936-0, 14/50884-5)

VIEIRA, PLINIO S.; BONFIM, ISABELA M.; ARAUJO, EVANDRO A.; MELO, RICARDO R.; LIMA, AUGUSTO R.; FESSEL, MELISSA R.; PAIXAO, DOUGLAS A. A.; PERSINOTI, GABRIELA F.; ROCCO, SILVANA A.; LIMA, TATIANI B.; et al. Xyloglucan processing machinery in Xanthomonas pathogens and its role in the transcriptional activation of virulence factors. NATURE COMMUNICATIONS, v. 12, n. 1, JUN 30 2021. (17/14253-9, 15/26982-0, 16/06509-0, 15/13684-0, 18/03724-3, 19/13936-0, 17/00203-0, 16/19995-0)

SIMOES, MARCELLA SIQUEIRA; FERREIRA, SAVIO SIQUEIRA; GRANDIS, ADRIANA; RENCORET, JORGE; PERSSON, STAFFAN; FLOH, ENY IOCHEVET SEGAL; FERRAZ, ANDRE; DEL RIO, JOSE C.; BUCKERIDGE, MARCOS SILVEIRA; CESARINO, IGOR. Differentiation of Tracheary Elements in Sugarcane Suspension Cells Involves Changes in Secondary Wall Deposition and Extensive Transcriptional Reprogramming. FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, v. 11, DEC 18 2020. (14/50884-5, 16/50189-0, 15/02527-1, 19/13936-0, 15/18361-5, 16/06917-1, 16/17541-2)

PAGLIUSO, DEBORA; GRANDIS, ADRIANA; LAM, ERIC; BUCKERIDGE, MARCOS S.. High Saccharification, Low Lignin, and High Sustainability Potential Make Duckweeds Adequate as Bioenergy Feedstocks. BioEnergy Research, v. 14, n. 4, p. 1082-1092, DEC 2021. (19/13936-0)

PEREIRA, GUILHERME MARTINS; DA SILVA CAUMO, SOFIA ELLEN; GRANDIS, ADRIANA; MOTA DO NASCIMENTO, EMERSON QUEIROZ; CORREIA, ALEXANDRE LIMA; JORGE BARBOSA, HENRIQUE DE MELO; MARCONDES, MARTA ANGELA; BUCKERIDGE, MARCOS SILVEIRA; VASCONCELLOS, PEROLA DE CASTRO. Physical and chemical characterization of the 2019 ``black rain{''} event in the Metropolitan Area of Sao Paulo, Brazil. Atmospheric Environment, v. 248, MAR 1 2021. (14/50884-5, 10/15959-3, 19/01316-8, 19/13936-0, 16/23339-1, 16/18866-2, 18/16608-1, 08/57908-6)

BASSO, MARCOS FERNANDO; LOURENCO-TESSUTTI, ISABELA TRISTAN; MOREIRA-PINTO, CLIDIA EDUARDA; MENDES, RENEIDA APARECIDA GODINHO; PAES-DE-MELO, BRUNO; DAS NEVES, MAYSA ROSA; MACEDO, AMANDA FERREIRA; FIGUEIREDO, VIVIANE; GRANDIS, ADRIANA; MACEDO, LEONARDO LIMA PEPINO; et al. Overexpression of a soybean Globin (GmGlb1-1) gene reduces plant susceptibility to Meloidogyne incognita. PLANTA, v. 256, n. 4, p. 16-pg., 2022-10-01. (19/13936-0)

GRANDIS, ADRIANA; FORTIRER, JANAINA S.; NAVARRO, BRUNO V.; DE OLIVEIRA, LAUANA P.; BUCKERIDGE, MARCOS S.. Biotechnologies to Improve Sugarcane Productivity in a Climate Change Scenario. BioEnergy Research, v. N/A, p. 26-pg., 2023-08-30. (14/50279-4, 22/05524-7, 14/50884-5, 22/00441-6, 19/13936-0, 20/15230-5)

SCARCELLA, ANA SILVIA DE ALMEIDA; PASIN, THIAGO MACHADO; DE LUCAS, ROSYMAR COUTINHO; FERREIRA-NOZAWA, MONICA STROPA; DE OLIVEIRA, TASSIO BRITO; CONTATO, ALEX GRACA; GRANDIS, ADRIANA; BUCKERIDGE, MARCOS SILVEIRA; POLIZELI, MARIA DE LOURDES TEIXEIRA DE MORAES. Holocellulase production by filamentous fungi: potential in the hydrolysis of energy cane and other sugarcane varieties. BIOMASS CONVERSION AND BIOREFINERY, JAN 2021. (18/07522-6, 14/50884-5, 19/13936-0, 10/52322-3)

PAGLIUSO, DEBORA; GRANDIS, ADRIANA; LAM, ERIC; BUCKERIDGE, MARCOS S.. High Saccharification, Low Lignin, and High Sustainability Potential Make Duckweeds Adequate as Bioenergy Feedstocks. BioEnergy Research, NOV 2020. (19/13936-0)

PAGLIUSO, DEBORA; PALACIOS JARA, CARMEN EUSEBIA; GRANDIS, ADRIANA; LAM, ERIC; PENA FERREIRA, MARCELO JOSE; BUCKERIDGE, MARCOS SILVEIRA. Flavonoids from duckweeds: potential applications in the human diet. RSC ADVANCES, v. 10, n. 73, p. 44981-44988, DEC 20 2020. (19/13936-0, 14/50884-5)

NEGRAO, DJANIRA R.; GRANDIS, ADRIANA; BUCKERIDGE, MARCOS S.; ROCHA, GEORGE J. M.; LEAL, V, MANOEL REGIS L.; DRIEMEIER, CARLOS. Inorganics in sugarcane bagasse and straw and their impacts for bioenergy and biorefining: A review. RENEWABLE & SUSTAINABLE ENERGY REVIEWS, v. 148, SEP 2021. (14/50884-5, 18/07033-5, 19/13936-0)

GARBELOTTI, CAROLINA VICTAL; GRANDIS, ADRIANA; CREVELIN, EDUARDO; BUCKERIDGE, MARCOS SILVEIRA; DE MORAES, LUIZ ALBERTO BERALDO; WARD, RICHARD JOHN. Glycomic profiling identifies key-structural differences in three arabinoxylan fractions from sugarcane culms. Carbohydrate Polymers, v. 310, p. 13-pg., 2023-02-24. (14/50884-5, 16/24139-6, 19/13936-0)

DA SILVA, JOVANDERSON J. B.; DE ABREU, LUIS G. F.; FERRARI, ALLAN J. R.; DE CARVALHO, LUCAS M.; GRANDIS, ADRIANA; BUCKERIDGE, MARCOS S.; FILL, TAICIA P.; PEREIRA, GONCALO A. G.; CARAZZOLLE, MARCELO F.. Diurnal metabolism of energy-cane and sugarcane: A metabolomic and non-structural carbohydrate analysis. INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 202, p. 14-pg., 2023-06-21. (19/17007-4, 14/50884-5, 13/08293-7, 19/13936-0, 21/02493-0)

SCARCELLA, ANA SILVIA DE ALMEIDA; PASIN, THIAGO MACHADO; DE LUCAS, ROSYMAR COUTINHO; FERREIRA-NOZAWA, MONICA STROPA; DE OLIVEIRA, TASSIO BRITO; CONTATO, ALEX GRACA; GRANDIS, ADRIANA; BUCKERIDGE, MARCOS SILVEIRA; POLIZELI, MARIA DE LOURDES TEIXEIRA DE MORAES. Holocellulase production by filamentous fungi: potential in the hydrolysis of energy cane and other sugarcane varieties. BIOMASS CONVERSION AND BIOREFINERY, v. 13, n. 2, p. 12-pg., 2021-01-28. (19/13936-0, 10/52322-3, 18/07522-6, 14/50884-5)

PAGLIUSO, DEBORA; GRANDIS, ADRIANA; FORTIRER, JANAINA SILVA; CAMARGO, PLINIO; FLOH, ENY IOCHEVET SEGAL; BUCKERIDGE, MARCOS SILVEIRA. Duckweeds as Promising Food Feedstocks Globally. AGRONOMY-BASEL, v. 12, n. 4, p. 25-pg., 2022-04-01. (19/13936-0, 14/50884-5, 20/15230-5)