Aplicação de engenharia enzimática e biologia sintética para explorar novas estratégias de desmetilação de compostos aromáticos da lignina

• Processo: 24/21529-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Priscila Oliveira de Giuseppe
• Beneficiário: Janaína Lustosa Gonçales
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 23/11786-7 - Investigação e engenharia racional de mecanismos moleculares de bioconversão de compostos aromáticos, AP.R
• Assunto(s): Técnicas biossensoriais Engenharia de proteínas Lignina
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biossensores | desmetilação | engenharia de proteínas | Lignina | Biossensores e engenharia enzimática

Resumo

A dependência da sociedade em relação aos derivados de petróleo vem resultando em crises climáticas e poluição ambiental, destacando a urgência de desenvolver alternativas sustentáveis a partir de fontes renováveis. A lignina é um heteropolímero vegetal abundante e é considerada uma das matérias primas renováveis mais atraentes para servir como alternativa ao petróleo. No entanto, sua heterogeneidade estrutural, impõe desafios técnicos consideráveis para obtenção de produtos de alta pureza. Para superar essas limitações, pesquisas têm se direcionado ao desenvolvimento de microrganismos capazes de transformar misturas complexas de compostos derivados da lignina em um metabólito específico de alto valor agregado, em um processo conhecido como afunilamento biológico. Nesse processo, a desmetilação de compostos aromáticos é uma das etapas cruciais e geralmente limitantes, sendo vista como um dos principais gargalos a serem superados para o desenvolvimento de plataformas eficientes para a valorização biológica da lignina. Estratégias que visam superar limitações de O-desmetilases ainda são escassas e protegidas por patentes. Neste contexto, este projeto busca utilizar ferramentas de engenharia racional de proteínas para construção de enzimas quimeras para otimizar a etapa de desmetilação de compostos aromáticos na plataforma procariótica Pseudomonas putida KT2440. Paralelamente, a fim de superar as limitações relacionadas à falta de métodos para o monitoramento¿in vivo¿e em tempo real do consumo de compostos metoxilados pela plataforma, outro objetivo deste projeto é a construção de biossensores responsivos a essas moléculas, permitindo-nos acompanhar a cinética do seu consumo por fluorescência. Com este estudo, esperamos desenvolver sistemas enzimáticos eficientes para a desmetilação de compostos derivados da lignina em¿P. putida¿e biossensores para a triagem¿high-throughput¿em tempo real e¿in vivo¿de linhagens mais eficazes para esse processo. (AU)