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

• Processo: 20/00081-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2020
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2023
• 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: Robson Carlos Alnoch
• 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): Biomassa
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: degradação de biomassa | Enzimas lignocelulolíticas | Imobilização e co-imobilização de enzimas | resíduos agroindustriais | 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. (AU)

Publicações científicas

(9)

(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)

MALDONADO, MARCOS RODRIGUES; ALNOCH, ROBSON CARLOS; DE ALMEIDA, JANAINA MARQUES; DOS SANTOS, LEANDRO ALVES; ANDRETTA, ANDRESSA TEDESCO; PILAR CUASPA ROPAIN, ROCIO DEL; DE SOUZA, EMANUEL MALTEMPI; MITCHELL, DAVID ALEXANDER; KRIEGER, NADIA. ey mutation sites for improvement of the enantioselectivity of lipases through protein engineerin. Biochemical Engineering Journal, v. 172, AUG 2021. (20/00081-4)

DESAGIACOMO, CARLA CRISTINA VILLELA; ALNOCH, ROBSON CARLOS; PINHEIRO, VANESSA ELISA; CEREIA, MARIANA; MACHADO, CARLA BOTELHO; DAMASIO, ANDRE; AUGUSTO, MARLEI JOSIELE; PEDERSOLI, WELLINGTON; SILVA, ROBERTO NASCIMENTO; POLIZELI, MARIA DE LOURDES TEIXEIRA DE MORAES. Structural model and functional properties of an exo-polygalacturonase from Neosartorya glabra. International Journal of Biological Macromolecules, v. 186, p. 909-918, SEP 1 2021. (14/50884-5, 20/00081-4, 18/07522-6, 17/22669-0)

DE FREITAS, EMANUELLE NEIVERTH; ALNOCH, ROBSON CARLOS; CONTATO, ALEX GRACA; NOGUEIRA, V, KAROLINE MARIA; CREVELIN, EDUARDO JOSE; BERALDO DE MORAES, LUIZ ALBERTO; SILVA, ROBERTO NASCIMENTO; MARTINEZ, CARLOS ALBERTO; POLIZELI, MARIA DE LOURDES T. M.. Enzymatic Pretreatment with Laccases from Lentinus sajor-caju Induces Structural Modification in Lignin and Enhances the Digestibility of Tropical Forage Grass (Panicum maximum) Grown under Future Climate Conditions. INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES, v. 22, n. 17, SEP 2021. (18/07522-6, 19/07141-5, 08/57908-6, 17/23989-9, 08/58075-8, 20/00081-4)

DOS SANTOS, LEANDRO ALVES; ALNOCH, ROBSON CARLOS; SOARES, GLEYDISON AMARANTE; MITCHELL, DAVID ALEXANDER; KRIEGER, NADIA. Immobilization of Pseudomonas fluorescens lipase on chitosan crosslinked with polyaldehyde starch for kinetic resolution of sec-alcohols. Process Biochemistry, v. 122, p. 10-pg., 2022-10-20. (20/00081-4)

ALNOCH, ROBSON CARLOS; DOS SANTOS, LEANDRO ALVES; DE ALMEIDA, JANAINA MARQUES; KRIEGER, NADIA; MATEO, CESAR. Recent Trends in Biomaterials for Immobilization of Lipases for Application in Non-Conventional Media. CATALYSTS, v. 10, n. 6, JUN 2020. (20/00081-4, 18/07522-6)

MALDONADO, MARCOS RODRIGUES; ALNOCH, ROBSON CARLOS; SHIRATORI, GABRIELA YUMI YAMAMOTO; DE OLIVEIRA, CYNTHIA CHRISTINA; GONCALVES, MARCOS BROWN; MITCHELL, DAVID ALEXANDER; KRIEGER, NADIA. Modification of the properties of the metagenomic lipase LipC12 by engineering of the hydrophobic cavity. BIOCATALYSIS AND BIOTRANSFORMATION, v. N/A, p. 11-pg., 2023-05-02. (20/00081-4)

ALNOCH, ROBSON C.; ALVES, GABRIELA S.; SALGADO, JOSE C. S.; DE ANDRADES, DIANDRA; DE FREITAS, EMANUELLE N.; NOGUEIRA, KAROLINE M. V.; VICI, ANA C.; OLIVEIRA, DOUGLAS P.; CARVALHO-JR, VALDEMIRO P.; SILVA, ROBERTO N.; et al. Immobilization and Application of the Recombinant Xylanase GH10 of Malbranchea pulchella in the Production of Xylooligosaccharides from Hydrothermal Liquor of the Eucalyptus (Eucalyptus grandis) Wood Chips. INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES, v. 23, n. 21, p. 18-pg., 2022-11-01. (14/50884-5, 18/07522-6, 19/21989-7, 20/15510-8, 20/00081-4)

MALDONADO, MARCOS RODRIGUES; ALNOCH, ROBSON CARLOS; DE ALMEIDA, JANAINA MARQUES; DOS SANTOS, LEANDRO ALVES; ANDRETTA, ANDRESSA TEDESCO; PILAR CUASPA ROPAIN, ROCIO DEL; DE SOUZA, EMANUEL MALTEMPI; MITCHELL, DAVID ALEXANDER; KRIEGER, NADIA. Key mutation sites for improvement of the enantioselectivity of lipases through protein engineering. Biochemical Engineering Journal, v. 172, p. 13-pg., 2021-05-06. (20/00081-4)

COELHO MOREIRA, MICHELLE APARECIDA; ALNOCH, ROBSON CARLOS; DE LIMA LUZ JUNIOR, LUIZ FERNANDO; BARON, ALESSANDRA MACHADO; MITCHELL, DAVID ALEXANDER; KRIEGER, NADIA. Transesterification of castor oil catalyzed by a fermented solid produced by Burkholderia contaminans using a bioreactor coupled with ultrasound irradiation. Biotechnology and Applied Biochemistry, v. N/A, p. 11-pg., 2022-10-24. (20/00081-4)