Desmetilação biocatalítica de compostos derivados da lignina investigada por reconstrução ancestral e caracterização de ferroenzimas não-heme Rieske

• Processo: 23/15383-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 12 de abril de 2024
• Data de Término da vigência: 11 de outubro de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Enzimologia
• Pesquisador responsável: Priscila Oliveira de Giuseppe
• Beneficiário: Augusto Rodrigues Lima
• Supervisor: Gerhard Schenk
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Queensland, Brisbane (UQ), Austrália
• Vinculado à bolsa: 21/07139-0 - Análise funcional e estrutural de aril-O-desmetilases com potencial para a valorização da lignina, BP.DD
• Assunto(s): Citri Metaloenzimas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Ancestral reconstruction | Aryl-O-demethylases | citri | lignin valorization | Rieske enzymes | Xanthomonas citri pv | Metaloenzimas

Resumo

A lignina é considerada uma das matérias-primas renováveis mais abundantes para servir comoalternativa ao petróleo na produção de produtos químicos, contribuindo assim para oestabelecimento de uma economia verde e renovável. Contudo, um dos principais desafiospara seu uso como matéria-prima é sua estrutura heterogênea, que impõe consideráveisdesafios técnicos para alcançar produtos de alta pureza. Para superar isso, uma estratégia inteligenteé o uso de microrganismos engenheirados capazes de transformar misturas complexas decompostos derivados da lignina em um metabólito específico de alto valor. Um passo crucial nesteprocesso é a remoção de grupos metil - abundantemente presentes na lignina - por enzimasconhecidas como aril-O-desmetilases. Existem poucas enzimas conhecidas por terem esta atividade eeles são basicamente divididos em três classes: oxigenases do tipo Rieske,monooxigenases P450 e enzimas dependentes de tetrahidrofolato. Nosso grupo identificou edemonstrou a atividade de desmetilação para os compostos vanilato e siringato (outrosestão sob investigação) de uma oxigenase do tipo Rieske, anotada como VanA, dofitopatógeno Xanthomonas citri pv. citri 306 (Xac 306). Esta oxigenase dependeda presença de uma ferredoxina para transferência de elétrons (anotada como VanB). No entanto,a baixa solubilidade e estabilidade dessas enzimas dificultaram os ensaios de caracterização enzimática. Portanto, acreditamos que a obtenção de enzimas ancestrais através da técnica de ASR (Ancestral Sequence Reconstruction) pode fornecer alvos mais solúveis e estáveis,adequados para ensaios cinéticos enzimáticos. Adicionalmente, pretendemos analisar estas enzimase seus ancestrais reconstruídos utilizando a técnica de ressonância paramagnética eletrônica (EPR), fornecendoinformações valiosas sobre o ambiente eletrônico do aglomerado ferro-enxofre presentenestas enzimas.