Expressão heteróloga e caracterização de celulases identificadas no transcriptoma de cupins para potencial aplicação na produção de bioetanol

• Processo: 22/14889-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Pesquisador responsável: Anderson Ferreira da Cunha
• Beneficiário: Olinda Soares Athaide Alcobaça
• Instituição Sede: Centro de Ciências Biológicas e da Saúde (CCBS). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Genética molecular Expressão heteróloga Transcriptoma Cupim Bioetanol Celulase Celulose Heterotermes tenuis
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bioetanol | Celulases | celulose | Cupim | Heterotermes tenuis | Genética e Biologia Molecular

Resumo

Fontes energéticas renováveis são uma alternativa para diminuir a dependência dos combustíveis fósseis. Alinhado a isso, tem-se o bioetanol, que é produzido de forma convencional (1G) ou a partir dos resíduos lignocelulósicos (2G) gerados pela agroindústria. Essa biomassa é rica em celulose e pode ser hidrolisada transformando-se em substrato para a fermentação. Contudo, devido ao alto custo da hidrólise enzimática essa alternativa vem sendo pouco atrativa economicamente. Uma possibilidade de torná-la viável seria através da integração das etapas de hidrólise e fermentação pelo processo de Sacarificação e Fermentação Simultânea (SSF). No entanto, as enzimas comercialmente disponíveis são funcionais em temperaturas incompatíveis com as do processo fermentativo, tornando-se um importante gargalo para o implementação desta tecnologia. Dessa forma, estudos para identificação de enzimas celulolíticas eficientes em temperaturas próximas às de fermentação são necessários para a otimização da produção do bioetanol. Com esse intuito, nosso grupo vem analisando dados oriundos de transcriptoma de cupins, dentre eles o Heterotermes tenuis, devido à possibilidade de detecção de enzimas lignocelulolíticas para aplicação biotecnológica tendo em vista que esses insetos são especializados na degradação de lignocelulose, forrageiam à noite e não termorregulam. Adicionalmente, o H. tenuis é praga de cana-de-açúcar, principal matéria prima para obtenção de etanol no país. Essas características os destacam como alvos interessantes para bioprospecção de enzimas eficientes em temperaturas mais baixas. Em uma análise preliminar, foram identificadas possíveis regiões codificadoras de três celulases, sendo elas: beta-1,4-endoglucanase, celobiohidrolase e beta-glicosidase. Nesse sentido, este trabalho se propõe a identificar esses transcritos, realizar a clonagem e expressão heteróloga destas enzimas na levedura Pichia pastoris, bem como a caracterização bioquímica e funcional para avaliar o potencial de aplicação em coquetéis enzimáticos para uso na produção de bioetanol. (AU)