Imobilização e co-imobilização de enzimas lignocelulolíticas em nanopartículas magnéticas como uma estratégia para a hidrólise de biomassa vegetal e resíduos da indústria

• Processo: 20/15510-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2021
• Data de Término da vigência: 01 de junho de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Enzimologia
• Pesquisador responsável: Maria de Lourdes Teixeira de Moraes Polizeli
• Beneficiário: Diandra de Andrades
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 14/50884-5 - INCT 2014: Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/01338-7 - Com-imobilização de enzimas lignocelulolíticas em suportes sólidos heterofuncionais, BE.EP.PD
• Assunto(s): Imobilização de enzimas Enzimas lignocelulolíticas Nanopartículas magnéticas Hidrólise Biomassa lignocelulósica Nanocelulose Enzimas Quitosana Glutaral Bioetanol Nanotecnologia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bioetanol | biomassa lignocelulósica | celulose magnética | imobilização de coquetel de enzimas | Nanotecnologia | Imobilização enzimática

Resumo

A biomassa lignocelulósica é um recurso abundante composta majoritariamente pelos polímeros celulose, hemicelulose e lignina. Estes polímeros são uma fonte de energia renovável para a produção de biocombustíveis e outros compostos com alto valor agregado. No entanto, seus componentes não estão prontamente disponíveis para bioconversão, e um conjunto de enzimas é necessário para desconstruí-los. A aplicação enzimática ainda é restrita e onerosa, e a imobilização destes biocatalisadores é uma ferramenta importante para a obtenção de biocatalisadores mais eficientes e economicamente viáveis. Deste modo, o objetivo deste estudo é imobilizar diferentes enzimas degradadoras de biomassa usando a tecnologia das nanopartículas magnéticas combinadas com nanocelulose para obtenção de um biocatalisador de fácil reuso e separação do meio reacional, com alto desempenho na produção de açúcares fermentescíveis a etanol e outros compostos de valor. Para isso resíduos serão utilizados para a produção da nanocelulose e posteriormente usados na preparação de nanopartículas magnéticas. Na busca pelo biocatalisador mais estável e eficiente também será testado o recobrimento das partículas com quitosana e a reticulação dos derivados com os agentes bifuncionais glutaraldeído e genipina. Os melhores derivados serão comparados quanto ao reuso, estabilidade térmica e operacional na produção dos compostos de interesse. Por fim, esperamos desenvolver um multicatalisador inovador unindo as vantagens do uso de nanopartículas magnéticas com a tecnologia da imobilização em multicamadas favorecendo a sinergia destas enzimas na hidrólise dos resíduos. Desta forma, estaremos atendendo aos propósitos dos dois projetos do LMBC, o INCT do Bioetanol, processo CNPq nº 465319/2014-9/FAPESP nº 2014/50884-5, e o referente aos Acordos de cooperação/FCT - Fundação para a Ciência e Tecnologia de Portugal/Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, Processo FAPESP: 2018/07522-6. (AU)

Publicações científicas

(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)

ALVES, GABRIELA S.; DE ANDRADES, DIANDRA; SALGADO, JOSE C. S.; MARIANO, CLARA B.; BERTO, GABRIELA LEILA; SEGATO, FERNANDO; AYUB, MARCO ANTONIO ZACHIA; WARD, RICHARD J.; ALNOCH, ROBSON C.; POLIZELI, MARIA DE LOURDES T. M.. Homologous expression, purification, and characterization of a recombinant acetylxylan esterase from Aspergillus nidulans. International Journal of Biological Macromolecules, v. 280, p. 12-pg., 2024-10-11. (20/15510-8, 14/50884-5, 18/07522-6, 19/21989-7, 23/09627-8, 23/01547-5)

DE ANDRADES, DIANDRA; ABELLANAS-PEREZ, PEDRO; ROCHA-MARTIN, JAVIER; LOPEZ-GALLEGO, FERNANDO; ALCANTARA, ANDRES R.; POLIZELI, MARIA DE LOURDES TEIXEIRA DE MORAES; FERNANDEZ-LAFUENTE, ROBERTO. Effect of the support alkyl chain nature in the functional properties of the immobilized lipases. Enzyme and Microbial Technology, v. 184, p. 10-pg., 2025-03-01. (23/01338-7, 20/15510-8)

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)