Imobilização e estabilização de beta-xilosidase, beta-glucosidase e feruloil esterase expressadas em Aspergillus nidulans

• Processo: 09/53067-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2009
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2013
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Bioquímica de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Maria de Lourdes Teixeira de Moraes Polizeli
• Beneficiário: Tony Márcio da Silva
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Assunto(s): Degradação de biomassa Parede celular vegetal Endo-1,4-beta-xilanases Bioetanol Cana-de-açúcar
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bioetanol | Biomassa | Celulase | Enzimas | Imobilizacao | Xilanase

Resumo

A parede celular vegetal consiste, principalmente, de polissacarídeos tais como celulose, hemiceluloses e pectina, os quais, juntos com proteínas e lignina formam estrutura rígida e complexa. A degradação dos componentes da parede celular vegetal é um processo complexo que inclui a participação de grande número de enzimas, que em grande maioria são de origem fúngica. Muitas dessas enzimas têm recebido considerável atenção devido ao seu potencial de aplicação na indústria têxtil, de alimentos, ração, papel, polpa, sucos e por último na conversão da biomassa residual da cana de açúcar para a produção de etanol. Na biodegradação da celulose estão envolvidas quatro classes de enzimas; as endoglucanases, que hidrolisam regiões internas à cadeia celulolítica; as celobioidrolases que removem cenobiose das extremidades de polissacarídeo; as exoglucanases que liberam glicose de extremidades não redutoras e as ß-glucosidases que hidrolisam cenobiose e celooligossacarideos curtos a glicose. A degradação da xilana depende da ação de duas classes de enzimas principais e mais algumas enzimas acessórias. As enzimas principais são as endoxilanases, que degradam a xilana aleatoriamente em curtos oligossacarídeos e as ß-xilosidases que hidrolisam os polissacarídeos curtos provenientes da ação das endoxilanases em xiloses. As enzimas acessórias são a-glucuronidases, acetil xilana esterases, a-arabinofuranosidases e ácido ferúlico esterases. Este projeto tem por objetivo preparar derivados imobilizados altamente ativos e estáveis de ß-glucosidaes, ß-xílosidases e ácido ferúlico esterases de Aspergillus niveus previamente clonadas e expressas em Aspergillus nidulans a fim de se obter derivados enzimáticos em proporções semi-industriais. Além de melhorias na estabilidade das enzimas a imobilização em suportes insolúveis viabiliza a estocagem e também a possibilidade de usos contínuos durante muitos ciclos de reações em reatores em escala continua. Pretende-se imobilizar as enzimas utilizando-se de técnicas envolvendo interações iônicas, hidrofóbicas e fundamentalmente covalentes, por envolverem estas a maior ligação de sub-unidades das enzimas em um suporte. Os derivados enzimáticos terão suas características físico-químicas determinadas e comparadas às enzimas solúveis. Pretende-se ainda avaliar as melhores condições de uso dos derivados enzimáticos, em processos reais de utilização. (AU)