Investigação de variantes da enzima malonil-CoA redutase para a otimização da bioprodução do ácido 3-hidroxipropiônico em levedura

• Processo: 23/00885-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2024
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Nádia Maria Vieira Sampaio
• Beneficiário: Leonardo Blankenburg Lins Barroso Arruda
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 20/16759-0 - Ferramentas de biologia sintética para produção escalável de ácido 3-hidroxipropiônico biorrenovável, AP.JP
• Assunto(s): Biologia sintética Engenharia metabólica Saccharomyces cerevisiae
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: ácido 3-hidroxipropiônico | Biologia Sintetica | Biorrenováveis | Engenharia metabólica | Malonil-CoA redutase | Saccharomyces cerevisiae | Biofábricas microbianas

Resumo

O desenvolvimento de novas rotas biotecnológicas de produção são cruciais para o desenvolvimento de uma bioeconomia sustentável que consuma menos recursos petroquímicos e combata o agravamento dos efeitos das mudanças climáticas. O ácido 3-hidroxipropiônico (3-HP) é considerado um químico plataforma, ou seja, passível de ser convertido quimicamente em uma série de moléculas com aplicações comerciais, como acrilatos, 1,3-propanediol, entre outros. Sendo assim, este projeto de pesquisa busca construir uma cepa de Saccharomyces cerevisiae produtora deste ácido carboxílico a partir da glicose, um substrato renovável e abundante. Estudos visando a produção biológica de 3-HP a partir do precursor malonil-CoA tem utilizado majoritariamente a enzima malonil-CoA redutase (MCR) bifuncional proveniente da Chloroflexus aurantiacus e reportado uma atividade enzimática limitada. Portanto, este projeto tem como finalidade investigar variantes da MCR de Chloroflexus aurantiacus (CaMCR) potencialmente mais eficientes. Ortólogos serão mapeados através de uma Sequence Similarity Network (SSN) e cinco deles serão analisados em ensaios in vivo em Saccharomyces cerevisiae e in vitro. Além disso, as porções C- e N-terminal da MCR bifuncional de C. aurantiacus serão desacopladas e expressas em diferentes níveis a fim de determinar um balanço otimizado de cada passo enzimático necessário para a produção de 3-HP. Espera-se que os resultados obtidos contribuam para o desenvolvimento de uma enzima de MCR com maior atividade enzimática para produção de 3-HP, que servirá como base para futuros projetos de otimização em outros aspectos da cepa de levedura.