Estudos estruturais e funcionais de nitrilases degradadoras de cianeto (CHT) e sua dependência do pH

• Processo: 24/02456-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2028
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
• Pesquisador responsável: Andrea Balan Fernandes
• Beneficiário: Valeria Del Carmen Valle-Riestra Felice
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Elementos estruturais de proteínas Cianetos Biorremediação Biotecnologia Microscopia crioeletrônica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biorremediação | biotecnologia | Crio-Microscopia | dependência pH | enzimas degradadoras | nitrilases degradadoras de cianeto | Estrutura de proteínas

Resumo

O cianeto é um composto tóxico que causa intoxicação por inalação, ingestão ou absorção pela pele. Devido a sua grande afinidade com metais, é amplamente utilizado como lixiviante para recuperação de ouro. O cianeto é um ácido fraco; sua constante de dissociação é 9,22 a 25°C. Essa característica limita sua biorremediação, pois deve necessariamente ser feita em pH maior que 9 para evitar sua volatilização, e a maioria das cianidases diminui sua atividade acima do pH alcalino. As nitrilases são enzimas que conseguem quebrar a ligação tripla carbono-nitrogênio do CN. Caracterizam-se por apresentarem um enovelamento ±-²-²-± e três resíduos catalíticos: cisteína, glutamato e lisina. As nitrilases que catalisam a degradação do cianeto podem ser divididas em dois tipos: cianeto-hidratases (CHTs) e cianeto-di-hidratases (CynDs). O grupo CHT catalisa o substrato, obtendo como produto uma formamida. As sequências CHT analisadas até o momento apresentam muitas semelhanças entre si com uma porcentagem maior que 80% de identidade, mantendo o C-terminal altamente variável. Por outro lado, o grupo CynD converte cianeto em amônia e ácido fórmico. São enzimas que possuem estruturas espirais que se associam para formar bastonetes de diferentes tamanhos. Foi demonstrado que à medida que o pH do meio aumenta, a oligomerização da enzima diminui. O objetivo principal deste projeto é comparar a atividade enzimática das enzimas CHT purificadas e selecionar aquela com melhor desempenho para caracterizá-la estruturalmente. Além disso, bibliotecas de enzimas mutantes serão preparadas para buscar variantes com atividade em pH alcalino. Trabalhar com enzimas capazes de manter a atividade da cianidase em pH alcalino seria altamente benéfico, pois permitiria que a degradação fosse realizada em condições que limitassem sua volatilização. (AU)