Estudos estruturais e funcionais de enzimas que participam na sintese e degradação de carboidratos complexos

• Processo: 21/13009-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2022
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
• Pesquisador responsável: Igor Polikarpov
• Beneficiário: Pedro Ricardo Vieira Hamann
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 15/13684-0 - Estudos estruturais e funcionais de enzimas que participam na síntese e degradação de carboidratos complexos, AP.TEM
• Assunto(s): Biomassa lignocelulósica Mono-oxigenases líticas de polissacarídeos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biomassa lignocelulósica | carboidratos complexos | CAZymes | LPMOs | Biotecnologia Molecular Estrutural

Resumo

Os carboidratos, como mono- e oligossacarídeos, polissacarídeos e glicoconjugados, desempenham papéis extremamente importantes em todas as formas de vida, participando em interações patógenohospedeiro, transdução de sinais, inflamação, tráfico intracelular e diferenciação. Além disso, os carboidratos correspondem a cerca de três quartos da biomassa renovável das plantas (~135 bilhões de toneladas/ano) cujas paredes celulares e açúcares de reserva representam uma fonte renovável de energia e materiais "verdes". Entretanto, a diversidade dos carboidratos e a complexidade da parede celular vegetal tornam a disponibilização enzimática de açúcares simples para produção de biocombustíveis e produtos químicos "verdes" em uma tarefa difícil. A nossa atual compreensão de síntese e degradação enzimática de carboidratos complexos no contexto de parede celular estão no mínimo incompletas. Estima-se que atualmente menos de 3,8% de enzimas e proteínas auxiliares envolvidas na síntese e degradação de carboidratos são caracterizadas bioquimicamente e menos de 0,42% são caracterizadas estruturalmente (Lombard et al., Nucl. Acids Res. (2014) 42: D490-D495). Portanto, neste projeto propomos um estudo estrutural e funcional sistemático das enzimas com potencial de depolimerização e síntese de polissacarídeos, visando a descoberta de enzimas novas e uma melhor compreensão da sua especificidade e dos mecanismos de ação no contexto da parede celular e sobre carboidratos isolados. Os resultados deste estudo podem ser importantes para aplicações biotecnológicas como a hidrólise enzimática de materiais lignocelulósicos e etanol de segunda geração, entre outras.