Desenvolvimento de uma rota metabólica alternativa para produção de olefinas a partir de glicerol em levedura

• Processo: 24/18815-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2025
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Wesley Cardoso Generoso
• Beneficiário: Júlio César Bueno da Silva Filho
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Alcenos Glicerol Leveduras Engenharia metabólica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: alcenos | glicerol | levedura | Engenharia metabólica

Resumo

Os alcenos terminais (a-olefinas) são um exemplo de hidrocarboneto capaz de serem produzidos por rotas biotecnológicas e são moléculas chave para a produção de derivados químicos, representando uma redução significativa no uso de recursos fósseis. O uso de descarboxilases de ácidos graxos (OleT), que geram a-olefinas como produto, é uma alternativa promissora para a produção sustentável destes compostos. Além disso, o emprego de vias biossintéticas em microrganismos permite a produção de hidrocarbonetos a partir de fontes de carbono baratas, além da base de óleo vegetal e açúcares. Assim, o objetivo principal deste projeto é desenvolver uma rota sintética em leveduras Saccharomyces cerevisiae para produção de a-olefinas a partir de glicerol. Glicerol é um resíduo gerado em abundância na produção do biodiesel, em um conceito de biorrefinaria, faz-se imprescindível sua valorização, embora não seja efetivamente metabolizado pelas leveduras. Metodologicamente, será utilizado um desvio da rota de assimilação de glicerol, pela utilização de uma alditol oxidase (AldO), que gera glicerato e peróxido de hidrogênio nesta conversão. O peróxido de hidrogênio é utilizado como cosubstrato pela descarboxilase, gerando alcenos, enquanto o glicerato pode ser fosforilado e retornar na glicólise, sem a geração excessiva de cofatores NADH, principal cofator utilizado na produção de etanol, e assim ser capaz de desviar o metabolismo para a produção de ácidos graxos. A reação acoplada das enzimas AldO e OleT já foi alcançada, de forma ainda não otimizada, em uma cepa de levedura que seria incapaz de crescer em glicerol. Este projeto propõe formas de otimizar esta via de consumo de glicerol e aprimorar para a produção específica de alcenos.