Modulação redox de desaturases de ácidos graxos transmembrana para produção de hidrocarbonetos de cadeia média utilizando biofábricas

• Processo: 24/08184-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2028
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
• Pesquisador responsável: Leticia Maria Zanphorlin
• Beneficiário: Isabelle Taira Simões
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Economia circular Enzimas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biofábricas | desaturases | economia circular | ferro enzimas | reações oxirredução | Enzimas

Resumo

As metaloenzimas, principalmente aquelas com função redox, desempenham um papel crucial na natureza e a última década tem testemunhado a descoberta de enzimas oxidativas que catalisam a biossíntese de hidrocarbonetos a partir de ácidos graxos, empregando mecanismos não canônicos que levam a cisão da ligação C-C en route. Existe uma diversidade substancial na estrutura, modo de ação, necessidade de cofatores e especificidade entre essas metaloenzimas, as quais são, de forma geral, divididas entre: heme-monoxigenases e oxigenases mono e dinuclear dependentes de ferro. Interessados em decifrar e entender tal diversidade, nosso grupo contribuiu para a descoberta e entendimento de uma nova descarboxilase da família das heme-proteínas, que possui aspectos funcionais melhorados, principalmente no que diz respeito ao escopo de substrato, e que são dirigidos por mecanismos totalmente distintos dos reportados até o momento. Descarboxilases da classe P450 possuem preferência por cadeias longas de ácidos graxos além de atividade catalítica ramificada produzindo também hidroxilados. Na tentativa de diminuir esses co-produtos indesejáveis e também customizar a produção de hidrocarbonetos de cadeia média, os quais tem sido objeto de grande interesse para aplicação em combustível de aviação e também em químicos renováveis à base de olefinas, nesse projeto pretendemos explorar ferro-enzimas (UndB) que possuem atividade descarboxilase similar às P450 mas não são heme-proteínas. Essas enzimas são, à princípio, dinucleares com característica transmembranar e, devido a isso, raras são aquelas caracterizadas. Paralelamente, nesse projeto também focaremos na construção de um chassi microbiano para a produção de ácidos graxos de tamanho médio. Assim, ao final do projeto, ofereceremos uma plataforma biotecnológica para a produção biológica de 1-undeceno, olefina considerada um importante building block para vários setores e, portanto, poderemos contribuir para uma economia circular. É importante frisar que, sabendo do desafio que é estudar proteínas transmembranas, já demos início ao projeto e, após vários testes, temos estabelecido a produção no solúvel de algumas proteínas desejadas apresentando atividade de descarboxilase.