Aspectos estruturais e morfológicos da degradação da parede celular e seus biopolímeros

• Processo: 10/11135-6
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de setembro de 2010
• Vigência (Término): 31 de julho de 2012
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
• Pesquisador responsável: Igor Polikarpov
• Beneficiário: Camila Alves de Rezende
• Instituição-sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 08/56255-9 - Structure and function of enzymes and auxiliary proteins from Trichoderma, active in cell-wall hydrolysis, AP.BIOEN.TEM
• Assunto(s): Biopolímeros Bioenergia Cana-de-açúcar Degradação de biomassa Celulose Bioetanol

Resumo

A parede celular vegetal, constituída principalmente de celulose, hemicelulose e lignina, é uma das mais abundantes fontes de energia renovável do planeta, cujo aproveitamento pode potencializar a produção mundial de biocombustíveis e de outros biomateriais. Atualmente, essa biomassa é apenas subutilizada e seu aproveitamento eficiente para a produção de bioenergia requer o fracionamento dos biopolímeros em açúcares fermentáveis. As paredes celulares, no entanto, evoluíram para prover sustentação e proteção aos vegetais, sendo extremamente resistentes a processos de decomposição. Diferentes estratégias têm sido utilizadas pra degradar os componentes da parede celular, utilizando agentes físicos e químicos (calor, ácidos, bases e diferentes solventes) e também agentes biológicos. No entanto, existem poucos estudos morfológicos e estruturais do processo de degradação. Na verdade, apesar da composição química da parede celular em diferentes tipos de plantas ser bem conhecida, informações sobre a organização estrutural dos componentes ainda são imprecisas e limitadas a um pequeno número de exemplos. Esse projeto tem como objetivo o estudo da morfologia dos principais biopolímeros que compõe a parede celular e também de paredes celulares completas, durante processos de degradação. Propõe-se o uso de microscopia de força atômica e de microscopia eletrônica de varredura, além de técnicas auxiliares de caracterização de polímeros. Diferentes processos de degradação físicos, químicos e enzimáticos serão empregados em amostras de celulose comercial e plantas de interesse para produção de bioetanol, especialmente cana de açúcar. Os resultados deverão contribuir para o aperfeiçoamento do modelo estrutural de paredes celulares nas espécies estudadas, e para a compreensão dos mecanismos de degradação. Assim, novas estratégias de degradação da biomassa lignocelulósica poderão ser sugeridas. (AU)

Publicações científicas

(6)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

ZHU, ZONGYUAN; REZENDE, CAMILA ALVES; SIMISTER, RACHAEL; MCQUEEN-MASON, SIMON J.; MACQUARRIE, DUNCAN J.; POLIKARPOV, IGOR; GOMEZ, LEONARDO D. Efficient sugar production from sugarcane bagasse by microwave assisted acid and alkali pretreatment. BIOMASS & BIOENERGY, v. 93, p. 269-278, OCT 2016. Citações Web of Science: 30.

BERNARDINELLI, OIGRES DANIEL; LIMA, MARISA APARECIDA; REZENDE, CAMILA ALVES; POLIKARPOV, IGOR; DEAZEVEDO, EDUARDO RIBEIRO. Quantitative C-13 MultiCP solid-state NMR as a tool for evaluation of cellulose crystallinity index measured directly inside sugarcane biomass. BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS, v. 8, AUG 5 2015. Citações Web of Science: 37.

TSUCHIDA, JEFFERSON ESQUINA; REZENDE, CAMILA ALVES; DE OLIVEIRA-SILVA, RODRIGO; LIMA, MARISA APARECIDA; D'EURYDICE, MARCEL NOGUEIRA; POLIKARPOV, IGOR; BONAGAMBA, TITO JOSE. Nuclear magnetic resonance investigation of water accessibility in cellulose of pretreated sugarcane bagasse. BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS, v. 7, SEP 10 2014. Citações Web of Science: 23.

LIMA, MARISA A.; GOMEZ, LEONARDO D.; STEELE-KING, CLARE G.; SIMISTER, RACHAEL; BERNARDINELLI, OIGRES D.; CARVALHO, MARCELO A.; REZENDE, CAMILA A.; LABATE, CARLOS A.; DEAZEVEDO, EDUARDO R.; MCQUEEN-MASON, SIMON J.; POLIKARPOV, IGOR. Evaluating the composition and processing potential of novel sources of Brazilian biomass for sustainable biorenewables production. BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS, v. 7, JAN 18 2014. Citações Web of Science: 30.

LIMA, MARISA A.; LAVORENTE, GABRIELA B.; DA SILVA, HANA K. P.; BRAGATTO, JULIANO; REZENDE, CAMILA A.; BERNARDINELLI, OIGRES D.; DEAZEVEDO, EDUARDO R.; GOMEZ, LEONARDO D.; MCQUEEN-MASON, SIMON J.; LABATE, CARLOS A.; POLIKARPOV, IGOR. Effects of pretreatment on morphology, chemical composition and enzymatic digestibility of eucalyptus bark: a potentially valuable source of fermentable sugars for biofuel production - part 1. BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS, v. 6, MAY 9 2013. Citações Web of Science: 58.

REZENDE, CAMILA ALVES; DE LIMA, MARISA APARECIDA; MAZIERO, PRISCILA; DEAZEVEDO, EDUARDO RIBEIRO; GARCIA, WANIUS; POLIKARPOV, IGOR. Chemical and morphological characterization of sugarcane bagasse submitted to a delignification process for enhanced enzymatic digestibility. BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS, v. 4, p. 1-18, NOV 28 2011. Citações Web of Science: 177.