Avaliação do impacto dos tipos de agentes redutores na transferência de elétrons e na atividade enzimática das monooxigenases polissacarídicas líticas (LPMOs) de Thermothelomyces thermophilus

• Processo: 24/16094-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Enzimologia
• Pesquisador responsável: Fernando Segato
• Beneficiário: Martha Inés Vélez Mercado
• Supervisor: Aniko Varnai
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Norwegian University Of Life Sciences, Noruega
• Vinculado à bolsa: 22/04713-0 - Explorando a interação entre as monooxigenases líticas de polissacarídeos e celobiose desidrogenase como seu agente redox, BP.DD
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biochemistry | Cdh | Electron donor | enzymology | Lpmo | Enzimologia

Resumo

Desde a descoberta da despolimerização oxidativa da celulose cristalina por enzimas conhecidas como monooxigenases polissacarídicas líticas (LPMOs), essas enzimas foram integradas em coquetéis enzimáticos comerciais, melhorando significativamente o desempenho hidrolítico geral. LPMOs requerem um substrato polissacarídeo e um doador de elétrons enzimático (como celobiose desidrogenase; CDH) ou não enzimático. Apesar de vários estudos sobre o modo de ação dos LPMOs, suas interações com o substrato e doadores de elétrons, seu mecanismo exato de reação e variações entre LPMOs permanecem parcialmente desconhecidos. Análises preliminares usando LPMOs e um CDH de Thermothelomyces thermophilus (anteriormente chamado de Myceliophthora thermophila), bem como outros redutores, indicaram que alguns LPMOs exibiram atividade apenas com redutores específicos. Nesta proposta de pesquisa (BEPE), pretendemos investigar os efeitos de vários doadores de elétrons, incluindo CDH, em sua capacidade de reduzir o cobre do sítio ativo e conduzir a ação de cinco LPMOs expressos recombinantemente (quatro LPMOs AA9 e um AA16) de T. thermophilus usando fluorimetria de fluxo interrompido, calorimetria de titulação isotérmica (ITC), cromatografia de troca aniônica de alta eficiência (HPAEC-PAD) e espectrometria de massa (MALDI-ToF MS). Identificar diferenças no comportamento entre esses LPMOs fornecerá insights sobre o impacto dos doadores de elétrons e interações com CDH na funcionalidade do LPMO. Este trabalho pode revelar padrões nas interações LPMO-CDH e auxiliar na engenharia de LPMOs para transferência de elétrons mais eficiente.