Cascata enzimática para síntese de vitamina B6 através de uma rota baseada em xilose

• Processo: 21/09659-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2021
• Data de Término da vigência: 01 de setembro de 2022
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
• Pesquisador responsável: Leticia Maria Zanphorlin
• Beneficiário: Renan Yuji Miyamoto
• Supervisor: Volker Sieber
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Technical University of Munich, Straubing (TUM), Alemanha
• Vinculado à bolsa: 18/02865-2 - Investigação molecular de novas xilose isomerases para aplicação na fermentação de materiais lignocelulósicos, BP.DD
• Assunto(s): Síntese química Processos químicos Processos fermentativos Vitamina B6 Micronutrientes Xilose Biorrefinarias Bioprocessos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bioquímica Sintética | biorrefinaria | Cell free | vitamina B6 | Xilose | Bioquímica Sintética, cell-free

Resumo

A vitamina B6 é um nutriente fundamental envolvido em mais processos corporais do que qualquer outra vitamina. No entanto, embora a vitamina B6 seja essencial, os humanos não podem sintetizá-la, e portanto este micronutriente deve ser obtido a partir da alimentação ou através de suplementos isolados. Atualmente, a vitamina B6 pode ser produzida por rotas tecnológicas por meio de processos químicos ou fermentativos. A síntese química emprega recursos caros e/ou nocivos, enquanto as rotas biológicas ainda sofrem para produzir em altas quantidades devido às características tóxicas de seus intermediários formados durante a sua biossíntese, e produto final pode interagir com uma ampla gama de reações metabólicas. Desta forma, propomos uma estratégia de produção de base biológica por meio de uma abordagem de bioquímica sintética para produzir vitamina B6 in vitro a partir de uma cascata de enzimas de conversão de xilose em seis etapas. Esperamos que isso possa ser alcançado por meio da troca de conhecimento mútuo, onde o embasamento enzimático brasileira (grupo da Dra. Zanphorlin) será profundamente aprimorada pelo know-how alemão no projeto de bioprocessos cell-free (grupo do Dr. Sieber). Para este projeto, foram definidos três objetivos principais (I) sintetizar todos os seis genes e expressar na fração solúvel; (II) Testar todas as enzimas purificadas na reação de um único recipiente; e (III) avaliar e otimizar o bioprocesso através da análise de Placket-Burmann e delineamento composto central rotativo. Portanto, esperamos aplicar novas técnicas de bioquímica sintética para desenvolver uma nova abordagem para a produção de vitamina B6 para superar as principais desvantagens enfrentadas por tecnologias de ponta que usam xilose como matéria-prima. (AU)