Caracterização de enzimas auxiliares (REDOX) do cupim Coptotermes gestroi que atuam em conjunto com hidrolases glicolíticas

Autor(es)

Robson Tramontina

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia
• Data de defesa: 2016-08-07

Membros da banca

Fabio Marcio Squina; Valdeir Arantes; Juliana Velasco de Castro Oliveira; Roberto Ruller

• Orientador: Fabio Marcio Squina

Resumo

A descoberta de novas fontes enzimáticas para degradação e detoxificação da lignocelulose em açúcares fermentescíveis é considerada o maior gargalo para a viabilidade das biorefinarias de etanol de segunda geração (2G). Na natureza, os cupins são sistemas biológicos modelos para o estudo da conversão da biomassa vegetal. Deste modo, o cupim inferior Coptotermes gestroi utiliza como fonte de nutrientes a madeira, fazendo o uso desta biomassa recalcitrante através de uma complexa simbiose entre si como hospedeiro e seus simbiontes procarióticos e eucarióticos. Após o uso das tecnologias "ômicas", pose-se explorar melhor a biologia dos cupins, em especial aspectos enigmáticos sobre a relação holobiôntica, bioquímica e fisiológica relacionada à sua dieta. Há muitos indícios sobre uma classe inexplorada de proteínas endógenas, enzimas pró-oxidantes, antioxidantes e detoxificantes (PADs) e enzimas auxiliares (AAs), que demonstram que estas enzimas poderiam ter um papel fundamental na conversão de lignocelulose pelos cupins inferiores. Portanto, a hipótese deste trabalho versa sobre o cupim C. gestroi quanto à presença de um sistema de degradação e detoxificação de biomassa lignocelulósica que complementa as hidrolases glicolíticas. Para isso, neste trabalho foram conduzidos estudos enzimáticos, eletroquímicos, fermentativos e microscópicos visando o estudo das enzimas endógenas de cupim, de maneira a atribui-las potencial de aplicação biotecnológica. As enzimas endógenas do cupim, endoglucanase (CgGH9-1), aldoketo redutase (CgAKR-1-1) e superóxido dismutase (CgSOD-1) foram imunolocalizadas no aparelho digestivo de C. gestroi, confirmando a presença destas na digestômica do inseto. Foi encontrado que, CgSOD-1, CgAKR-1, CgADH-1 (Álcool desidrogenase), CgLAC-1 (Lacase) atuam em sinergismo dependente de espécies reativas de oxigênio (EROs) durante a suplementação de coquetéis celulásicos. Outra aplicação encontrada para CgAKR-1 foi sua capacidade de agente detoxificante de biomassas contra os fenólicos aldeídicos inibidores de fermentação. Foi identificada a primeira LPMO da família AA10 em animais (CgAA10-2), que foi caracterizada e capaz de oxidar a celulose. CgGOX-1 apresentou atividade de glicose oxidase, o que permitiu o desenvolvimento de uma biopilha de açúcares provenientes de bagaço de cana de açúcar hidrolisado. CgCAT-1 uma catalase, apresentou alta similaridade com uma catalase de R. flavipes. Em vias gerais todas estas enzimas identificadas apresentaram relação com a digestômica do inseto, reforçando o papel das enzimas endógenas do cupim para a degradação da biomassa, detoxificação de xenobióticos e atividade pró e antioxidante, ampliando o conhecimento da biologia deste inseto. Por último, estas enzimas apresentam um grande potencial para as biorefinarias, como enzimas com múltiplos propósitos e com características integrativas, visando à consolidação dos processos envolvendo a produção de etanol 2G (AU)

• Processo FAPESP: 14/20576-7 - Caracterização de enzimas auxiliares (redox) do cupim Coptotermes gestroi que atuam em conjunto com hidrolases glicolíticas
• Beneficiário: Robson Tramontina
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado