Desenvolvimento de estratégias para imobilização e co-imobilização de enzimas envolvidas na degradação da biomassa

• Processo: 19/22737-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2020
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Enzimologia
• Acordo de Cooperação: Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT)
• Pesquisador responsável: Maria de Lourdes Teixeira de Moraes Polizeli
• Beneficiário: Ana Claudia Vici
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/07522-6 - Desenvolvimento de tecnologias ecológicas para a hidrólise de biomassa e resíduos da indústria de celulose e papel, AP.R
• Assunto(s): Imobilização de enzimas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biorreator de tanque agitado | Degradação da biomassa | Efeito do ultrassom na atividade | Imobilização Irreversível | Imobilização reversível | Imobilização de enzimas

Resumo

Durante o processo de hidrólise da biomassa, um dos pontos críticos é a rápida degradação das enzimas. Portanto, técnicas para estabilizar e reduzir a inativação de enzimas, devido à distorção de sua estrutura nativa pela influência da temperatura, pH e solventes orgânicos, são bastante atraentes. A imobilização de enzimas tem sido empregada para esse fim, tornando o processo menos oneroso. Essa estratégia também é uma ferramenta importante para aumentar sua bioatividade, permitindo que seja reutilizada. A imobilização é um método de fixação da enzima a um agente imobilizador, e esse método deve ser o mais suave possível, evitando que a enzima sofra alterações conformacionais. O suporte da imobilização tem um papel importante na manutenção da conformação e atividade da enzima. Apesar da grande diversidade de métodos desenvolvidos e aplicados na imobilização de enzimas, não existe um método eficaz para todas elas, e os trabalhos de imobilização de celulases e xilanases para a hidrólise da biomassa lignocelulósica são escassos. Entre os diferentes métodos, a imobilização por ligação covalente e troca iônica tem sido amplamente empregada, aumentando a resistência das enzimas a altas temperaturas e solventes denaturantes. As técnicas de imobilização mais conhecidas são: glioxil-agarose, MANAE-agarose, glutaraldeído-quitosano, entre outras. Portanto, neste projeto serão utilizados substratos à base de agarose, suportes porosos, nanotubos de carbono e suportes produzidos a partir da própria biomassa. Nesse contexto, avaliará técnicas de imobilização covalente e de troca iônica que resultam em um complexo enzima-agente imobilizador com boa retenção de atividade e alta estabilidade operacional. Os processos de co-imobilização também serão avaliados para imobilizar duas ou mais enzimas. A avaliação dos diferentes tratamentos e a capacidade das técnicas de imobilização serão realizadas através da determinação da eficiência, estabilidade e bioatividade das enzimas imobilizadas e co-imobilizadas em diferentes suportes químicos, bem como para avaliar a reutilização biocatalítica. Este projeto abre a perspectiva de desenvolvimento de novas metodologias para imobilização e co-imobilização de enzimas que visam à degradação de diferentes biomassas. Neste trabalho serão demonstrados métodos de imobilização, utilizando diferentes materiais como suporte. De acordo com a característica de cada enzima serão seguidas diferentes estratégias de imobilização e co-imobilização.