| Processo: | 21/04254-3 |
| 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 outubro de 2025 |
| Área de conhecimento: | Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular |
| Pesquisador responsável: | Fábio Márcio Squina |
| Beneficiário: | Robson Tramontina |
| Instituição Sede: | Pró-Reitoria de Pós-Graduação, Pesquisa, Extensão e Inovação. Universidade de Sorocaba (UNISO). Sorocaba , SP, Brasil |
| Vinculado ao auxílio: | 22/05731-2 - BEYOND - Estabelecendo uma fábrica celular fúngica para produção de proteínas recombinantes, AP.TEM |
| Assunto(s): | Biocatálise Ácidos cumáricos Biorrefinarias Escherichia coli Biologia sintética Enzimas Cetona Biomassa |
| Palavra(s)-Chave do Pesquisador: | Biologia Sintetica | Biomassa vegetal | Bioprocessos industriais | Biorenováveis e bioenergia | enzimas | Fragrancias e aromas | Biocatálise aplicada a produção de químicos finos |
Resumo O conceito de 'biorrefinaria' surge como uma alternativa para a produção sustentável de combustíveis e produtos químicos a partir de fontes abundantes de biomassa vegetal. Essas iniciativas são benéficas não apenas para contribuir com a redução do aquecimento global, mas também porque podem promover oportunidades econômicas estimulando o crescimento de empregos no setor. Existem métodos bem estabelecidos para o pré-tratamento e fracionamento da biomassa vegetal em frações de celulose, hemicelulose e lignina, bem como para a bio-conversão destas celuloses e hemiceluloses. Ainda assim, a fração composta por lignina é atualmente queimada na usina e usada como combustível ou destinada para outras aplicações de baixo valor agregado. Portanto, há um interesse considerável na valorização da lignina e moléculas aromáticas correlatas em produtos químicos de alto valor, o que é um dos principais problemas não resolvidos no conceito de biorrefinaria. Os ácidos hidroxicinâmicos (ou seja, ácido p-cumárico - CA) extraídos da biomassa lignocelulósica representam potenciais precursores aromáticos que podem ser convertidos em vários produtos de alto valor, com aplicações nas áreas química e farmacêutica. A proposta deste projeto trata-se de desenvolver uma rota biossintética para a produção da cetona de framboesa (RPK), uma molécula de alto valor ($ 20.000 / kg) usada na indústria de aromas, diretamente do CA do bagaço da cana-de-açúcar. Adotando uma estratégia biocatalítica refinada, este projeto contará com princípios biossintéticos, desenvolvendo-se três circuitos genéticos (ou "stacks biotécnológicos") destinado para o funcionamento em chassis de Escherichia coli com os seguintes objetivos: (1) O módulo de degradação lignocelulósica, que consiste nas enzimas arabinofuranosidase e esterase direcionadas para sua secreção extracelular, que possibilitará a liberação de arabinose e CA do bagaço da cana; (2) O módulo de detecção / regulagem, que consiste em fatores de transcrição bacteriana e operons (ou seja, araBAD e / ou FerC), que ativará as vias metabólicas para a conversão eficiente de CA por meio da detecção da presença de arabinose (ou CA) no meio reacional. (3) Módulo de biotransformação, que se trata da via capaz de converter CA em RPK, imitando a rota intrínseca presente na framboesa. Além disso, para ampliar as possibilidades de valorização da biomassa vegetal no contexto das biorrefinarias, o presente projeto também contribuirá para o desenvolvimento de diversas estratégias inovadoras relacionada ao desenvolvimento dessas pilhas biotecnológicas autorreguladas. Essas pilhas biotecnológicas dependem de ferramentas moleculares, como plasmídeos, enzimas, partes funcionais de DNA sintético, e cepas de fabricas biológicas projetadas para a conversão direta de um único passo de outros ácidos hidroxicinâmicos naturais em vários outros produtos químicos de alto valor, como quercetina, vanilina, naringenina e 4-vinil-fenol. Nesse sentido, este estudo é de interesse econômico para a indústria de química fina, que busca constantemente inovação, sustentabilidade e ingredientes naturais. | |
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