Estudos estruturais e bioquímicos das glicosil hidrolases da Saccharum officinarum envolvidas na degradação do arabinoxilano no processo de formação do aerênquima

• Processo: 23/13115-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2028
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Enzimologia
• Pesquisador responsável: Igor Polikarpov
• Beneficiário: Caio Cesar de Mello Capetti
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/08780-1 - Degradação enzimática de exopolissacharídeos de biofilmes microbianos: abordagens de biofísica estrutural, biotecnologia molecular e bioquímica sintética em estudos de CAZymes em busca de novas ferramentas enzimáticas para tratamentos antimicrobianos, AP.TEM
• Assunto(s): Bioenergia Cana-de-açúcar Bioetanol
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: arabinoxilano | bioenergia | cana-de-açúcar | Etanol de segunda geração | glicosil hidrolases | Biotecnologia Molecular Estrutural

Resumo

Em um contexto em que problemas ambientais, como a poluição do ar e a potencial escassez de algumas fontes energéticas ganham espaço nas discussões administrativas globais, a valorização da biomassa lignocelulósica, sob a luz do conceito de biorrefinaria, é um mecanismo ao qual a agroindústria recorre para gerar alternativas energéticas rentáveis e limpas. A partir da fração celulósica de materiais como o bagaço de cana-de-açúcar, pode-se produzir etanol celulósico, um combustível renovável de alta demanda, ao passo que a partir da hemicelulose, pode-se produzir oligossacarídeos pré-bióticos. O estado da arte da desconstrução de materiais lignocelulósicos envolve uma etapa de hidrólise enzimática, e a maioria das enzimas descritas na literatura para esse fim são de origem bacteriana ou fúngica, com poucos alvos vegetais explorados, ainda que glicosil hidrolases tenham sido identificadas em processos naturais de morte celular e hidrólise da parede celular para formação do aerênquima na raiz de cana-de-açúcar. Elaboramos a hipótese de que parte destas enzimas apresentam alta afinidade pelo arabinoxilano de cana-de-açúcar e, nesse contexto, este projeto propõe-se a produzir, caracterizar e avaliar a aplicação biotecnológica de alvos enzimáticos, que estão envolvidos no processo natural de degradação da hemicelulose da parede celular da cana-de-açúcar, visando a obtenção de ferramentas biotecnológicas de alta eficiência, que podem ser empregadas tanto para valorização de biomassa, através de produtos de alto valor agregado, como para melhoramento de coquetéis enzimáticos. É importante frisar que as enzimas de plantas foram muito menos estudadas de ponto de vista molecular, estrutural e enzimático até agora do que enzimas de origem bacteriana ou fúngica e possam representar uma importante fonte de conhecimento sobre degradação de biopolímeros das próprias plantas, tais como arabinoxilana.