Oxidação enzimática do bagaço de cana-de-açúcar II: explorando a interação entre CDHs e LPMOs visando o desenvolvimento de enzimas mais eficientes para inserção em um cell factory geneticamente modificado

• Processo: 24/07449-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Enzimologia
• Pesquisador responsável: Fernando Segato
• Beneficiário: Marcelo Depólo Polêto
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/06679-1 - Oxidação enzimática do bagaço de cana-de-açúcar II: explorando a interação entre CDHs e LPMOs visando o desenvolvimento de enzimas mais eficientes para inserção em um cell factory geneticamente modificado, AP.BIOEN.JP2
• Assunto(s): Biologia computacional Engenharia de proteínas Mono-oxigenases líticas de polissacarídeos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bioinformática | engenharia de proteínas | enzimas de atividade auxiliar | LPMOs | molecular docking | Oxidoredutases | Bioinformática

Resumo

Lignocelulose é fonte abundante de polissacarídeos que podem ser explorados como matéria-prima renovável para a produção de biocombustíveis e outros compostos de interesse. A conversão da lignocelulose em suas unidades é um processo lento e de alto custo, portanto, vários esforços ainda são necessários para que se torne um processo viável. Recentemente, os coquetéis enzimáticos disponibilizavam em sua composição, enzimas hidrolíticas que agiam nos componentes da lignocelulose, as quais não agem de maneira eficiente nas regiões cristalinas da celulose cristalina e na lignina. Nos últimos anos foram descritas proteínas oxidativas que exercem o papel de enzimas auxiliares, agindo diretamente sobre a celulose cristalina sendo estas denominadas como LPMOs. Estas enzimas passaram a ser adicionadas aos coquetéis disponíveis, melhorando a sua performance e tem sido alvo de diferentes estudos relacionados a seu modo de ação e de interação com o substrato e com doadores de elétrons, entre estes, a enzima CDH. Ao analisar a sequencia de aminoácidos de LPMOs de diferentes fungos filamentosos, foram encontradas regiões extras a até então estrutura descrita. Análises da interação de CDHs com estas LPMOs por molecular docking apontou estas regiões como região de ancoragem para a via de transferência de elétrons. Uma vez que seguimos desenvolvendo um fungo filamentoso para a produção de enzimas, a atual proposta visará 1) entender o mecanismo de acoplamento entre CDH e LPMO, assim como descrever a via de transferência de elétrons para o cobre do sítio-ativo; 2) utilizar um sistema de RNAi multiplex para melhorar a produção de proteínas em fungo filamentoso; 3) inserir as proteínas sinteticamente modificadas a partir da análises computacionais prévias em nosso sistema de expressão de modo a melhorar a sacarificação da biomassa, assim como, propor o uso destas em biosensores.