Sistemas biocatalíticos para a produção de vitamina B6 a partir de resíduos lignocelulósicos industrialmente relevantes

• Processo: 24/08161-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Enzimologia
• Pesquisador responsável: Leticia Maria Zanphorlin
• Beneficiário: Vitor Akio Oya
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Vitamina B6 Xilose Biotransformação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bioquímica Sintética | cascata enzimática | Enzimologia | vitamina B6 | Xilose | Biotransformação

Resumo

A vitamina B6 (piridoxina) é vital para todos os organismos, agindo como coenzima em várias reações metabólicas. Enquanto plantas e microrganismos a produzem naturalmente, animais e seres humanos precisam obtê-la de fontes dietéticas. A deficiência de vitamina B6 pode afetar diversos sistemas fisiológicos humanos. A demanda por vitamina B tem aumentado, mas atualmente é sintetizada quimicamente, usando produtos caros e ecologicamente prejudiciais. Como alternativa, estudos recentes focam em plataformas biológicas para uma produção comercialmente competitiva. Há duas diferentes vias metabólicas associadas à biossíntese de novo de piridoxina: a via dependente de desoxililuose-5-fosfato (DXP) e a via independente. Asim, baseando-se nessas vias naturais, nosso grupo de pesquisa desenvolveu uma rota enzimática inédita composta por 6 enzimas, a partir de projetos anteriores. Esse sistema opera livre de células (cell-free), o que contribui para superar gargalos metabólicos que ocorrem em plataformas que utilizam microrganismos para a produção de vitamina B6. Até o momento, já conseguimos obter aproximadamente 0,9 mM de vitamina B6 após 24 horas a partir de xilose. Nesse sentido, esse projeto de mestrado tem como objetivo (i) otimizar e melhorar a produção de vitamina B6, introduzindo sistemas enzimáticos para reciclo do ATP, co-fator necessário para a cascata operar; (ii) produzir vitamina B6 diretamente de uma fonte de xilose industrialmente relevante, como o hidrolisado de materiais lignocelulósicos. Três sistemas de reciclo de ATP serão avaliados, e a cascata enzimática desenvolvida para a produção de vitamina B6 será também estudada em hidrolisado de cana-de-açúcar. Assim, ao final do projeto, disponibilizaremos uma (bio)tecnologia brasileira que aproveite a xilose, atualmente pouco convertida em bioprodutos para produzir uma molécula de valor agregado.