Descoberta e investigação mecanística de enzimas ativas sobre carboidratos da microbiota intestinal de herbívoros aquáticos

• Processo: 24/15182-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
• Pesquisador responsável: Mário Tyago Murakami
• Beneficiário: Carlos Henrique de Moura Oliveira
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/04891-3 - Mecanismos enzimáticos do microbioma de herbívoros aquáticos para a despolimerização e metabolismo de carboidratos complexos, AP.TEM
• Assunto(s): Biologia molecular Biologia estrutural Microbiota Carboidratos Microscopia crioeletrônica Cristalografia Macromolécula Animais herbívoros Animais aquáticos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Criomicroscopia eletrônica | Cristalografia de Macromoléculas | Herbívoros aquáticos | Mecanismos enzimáticos | Microbiota | Biologia Molecular Estrutural

Resumo

A produção de compostos bioativos, químicos alternativos e biocombustíveis a partir de materiais lignocelulósicos é considerada uma das mais promissoras estratégias para substituir as atuais rotas petroquímicas não-renováveis. Um dos principais desafios encontrados é a despolimerização de seus componentes, como celulose e hemicelulose, em açúcares fermentescíveis. Microrganismos presentes em ambientes naturais possuem uma grande capacidade de obter energia a partir de biomassa lignocelulósica, produzindo um arsenal de enzimas que degradam carboidratos complexos. Diversas dessas enzimas têm sido identificadas a partir de estudos ômicos de comunidades microbianas associadas a sistemas digestivos de animais, entretanto, as microbiotas presentes em sistemas digestivos de herbívoros aquáticos permanecem pouco exploradas. Ambientes aquáticos brasileiros são ricos em polissacarídeos vegetais vindos de um amplo espectro de plantas aquáticas, semiaquáticas e algas. Assim, as microbiotas intestinais de animais herbívoros aquáticos devem refletir essa diversidade, podendo revelar novas estratégias moleculares para a desconstrução de carboidratos complexos. Este projeto tem como objetivo a prospecção de novos sistemas enzimáticos ativos sobre carboidratos a partir da exploração racional da biodiversidade brasileira. Serão investigadas microbiotas associadas a sistemas digestivos de animais aquáticos, utilizando a integração de abordagens ômicas com a profunda investigação experimental da atividade de proteínas desconhecidas através de estudos bioquímicos e mecanísticos detalhados, visando a obtenção de um entendimento atômico/molecular de novas atividades e modos de ação presentes nestes sistemas ainda inexplorados. As informações geradas neste projeto serão utilizadas para ampliar o conhecimento sobre a diversidade de proteínas ativas sobre carboidratos, explorar a biodiversidade microbiana brasileira e para identificar alvos com potenciais aplicações biotecnológicas, visando impulsionar a transição da economia sustentável. (AU)