Caracterização estrutural e funcional de dois potenciais transportadores de membrana externa de compostos aromáticos derivados de lignina

• Processo: 24/07391-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 10 de outubro de 2024
• Data de Término da vigência: 09 de abril de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica
• Pesquisador responsável: Priscila Oliveira de Giuseppe
• Beneficiário: Damaris Batistão Martim
• Supervisor: Bert Van Den Berg
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Newcastle University, Inglaterra
• Vinculado à bolsa: 23/13349-3 - Investigação funcional e estrutural de proteínas de membrana externa potencialmente envolvidas no transporte de compostos aromáticos relacionados a lignina, BP.PD
• Assunto(s): Mecanismos moleculares
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: lignin-derived aromatic compounds | molecular mechanisms | outer membrane transporters | Protein Crystallography | Bioquímica funcional e estrutural

Resumo

A exploração sustentável dos resíduos de lignina na produção de compostos químicos de alto valor agregado tem ganhado destaque como estratégia para reduzir a dependência das indústrias fósseis. Nesse contexto, o uso de microrganismos para direcionar a variedade de compostos resultantes da despolimerização inicial da lignina em bioprodutos, tem sido amplamente explorado nas últimas décadas. No entanto, apesar do crescente interesse na identificação das enzimas e mecanismos enzimáticos envolvidos na bioconversão de derivados da lignina, a compreensão dos mecanismos pelos quais as células microbianas absorvem esses compostos, incluindo a função dos transportadores na membrana externa, permanece imitada. Em um estudo anterior, identificamos dois canais do tipo ²-barril de membrana externa (OM) (XAC0352 e XAC0876) pertencentes à família COG4313, como potencialmente envolvidos no transporte de aromáticos derivados da lignina em Xanthomonas citri subsp. citri 306. Até o momento, apenas um membro desta família de transportadores teve sua estrutura elucidada, enquanto dois deles tiveram suas funções identificadas. No entanto, nenhum deles demonstrou desempenhar um papel no transporte de aromáticas derivadas da lignina. No projeto de Pós-Doutorado em andamento (FAPESP 2023/13349-3), nosso principal objetivo é testar a hipótese de que essas proteínas OM desempenham um papel na absorção de compostos relacionadas à lignina. Neste contexto, o principal objetivo do presente projeto BEPE é investigar os mecanismos moleculares que determinam suas funções. Para este propósito, nossa abordagem inclui cristalografia de proteínas e ensaios funcionais in vitro. Uma vez que a expressão heteróloga, purificação, caracterização e cristalização de proteínas de membrana externa representam desafios significativos, propomos uma colaboração com o Prof. Bert van den Berg, da Universidade de Newcastle (Reino Unido), um dos maiores especialistas em biologia estrutural de proteínas OM, e cuja equipe já resolveu mais de 100 estruturas cristalográficas de proteínas OM. Esta proposta do BEPE não apenas aborda um desafio científico, mas também oferece uma valiosa oportunidade de aprendizado, ampliando a expertise do nosso grupo em estudos de estrutura e função de proteínas, que até agora tem sido limitada às solúveis em água.