Construção de linhagens recombinantes de Xanthomonas campestris para produção de goma xantana

• Processo: 20/00432-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2020
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2020
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Adilson José da Silva
• Beneficiário: Bruno Batista
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Engenharia metabólica Engenharia bioquímica Goma xantana Xanthomonas Proteínas recombinantes Análise in silico
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biopolimero | Engenharia metabólica | goma xantana | Engenharia Bioquímica

Resumo

Goma xantana é um polissacarídeo sintetizado por bactérias do gênero Xanthomonas que apresenta diversas aplicações industriais, como na produção de alimentos, cosméticos e extração de petróleo, entre outras. Não há produção nacional do composto e, por isso, o Brasil segue dependendo de importações de grandes quantidades do biopolímero. Atualmente o desenvolvimento de processos de produção da goma depende da otimização de fatores como meios de cultivo, condições operacionais e tecnologias para recuperação do composto de interesse. No entanto, parte chave deste processo é o desenvolvimento de linhagens otimizadas. Nesse contexto foi iniciado em 2017 um projeto no intuito de desenvolver estirpes aprimoradas a partir do uso de ferramentas modernas de Biologia de Sistemas, Engenharia Metabólica e Biologia Sintética. O primeiro trabalho realizado desenvolveu um modelo matemático determinístico para a síntese dos monômeros da goma xantana utilizando a linguagem de programação Python. O modelo foi validado com dados experimentais da literatura, e foi possível identificar duas reações de formação dos monômeros como sendo possíveis bottlenecks da via de síntese da goma xantana. O modelo previu, também, o comportamento do sistema diante da super-expressão destas duas enzimas, apontando um aumento substancial na síntese dos monômeros da goma. A análise in silico concluiu, portanto, que o aumento na concentração destas duas proteínas resultaria em ganho na velocidade do sistema como um todo. A partir desses resultados, o presente projeto propõe a clonagem e super-expressão em X. campestris das enzimas responsáveis pelas etapas identificadas como limitantes da via de interesse.