Investigação do metabolismo de compostos aromáticos relacionados à lignina em um fitopatógeno Xanthomonas

Autor(es)

Damaris Batistão Martim

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia
• Data de defesa: 2024-02-22

Membros da banca

Priscila Oliveira de Giuseppe; Ljubica Tasic; Cristina Elisa Alvarez Martinez; Maxuel de Oliveira Andrade; Daniela Barretto Barbosa Trivella

• Orientador: Priscila Oliveira de Giuseppe

Resumo

O aproveitamento sustentável dos resíduos de lignina para produção de compostos químicos de alto valor agregado tem emergido como uma estratégia promissora para se diminuir a dependência das indústrias fósseis. Nesse contexto, o conceito de se utilizar microrganismos para transformar a variedade de compostos resultantes da despolimerização da lignina em bioprodutos, formados em pontos de convergência do metabolismo microbiano, tem sido amplamente explorado nas últimas décadas. No entanto, o entendimento atual das vias metabólicas responsáveis pela bioconversão de compostos relacionados a lignina ainda é limitado a poucas espécies e elusivo para algumas dessas moléculas. Logo, a busca por bactérias capazes de metabolizar compostos relacionados a lignina é fundamental para identificação de novas enzimas ativas em aromáticos, bem como para o desenvolvimento de novas estratégias biotecnológicas visando a valorização da lignina. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a compatibilidade dos produtos da despolimerização hidrotérmica da lignina com estratégias de bioconversão em diferentes gêneros bacterianos, além de identificar e validar novas vias do metabolismo de compostos aromáticos relacionados à lignina, usando como modelo de estudo um fitopatógeno "Xanthomonas", gênero pouco explorado para esse propósito. Os resultados desse trabalho foram compilados em dois artigos científicos, sendo um já publicado e outro submetido para publicação, os quais são apresentados na forma de capítulos da tese. O primeiro capítulo descreve as análises sobre o efeito da despolimerização hidrotérmica de ligninas isoladas em termos de rendimento, composição e compatibilidade dos bio-óleos obtidos com a bioconversão microbiana. Embora o bio-óleo de alta massa molecular (pesado), não tenha promovido o crescimento bacteriano, o bio-óleo leve, rico em monômeros aromáticos, promoveu o crescimento de 9 bactérias, indicando sua compatibilidade com estratégias de conversão microbiana. Em sequência, o capítulo dois explora de forma detalhada as vias de bioconversão de compostos relacionados a lignina em Xanthomonas citri subsp. citri 306 (X. citri 306). X. citri 306 foi capaz de metabolizar diferentes compostos relacionados a lignina, incluindo os três principais monolignóis (p-cumarílico (H), coniferílico (G) e sinapílico (S)). Utilizando abordagens como RNA-seq, nocauteamento gênico e ensaios bioquímicos, conseguimos identificar vias completas para o catabolismo desses três monolignóis, além de novas redutases e transportadores de efluxo provavelmente utilizados pela bactéria para contornar a toxicidade dos compostos aromáticos. Em suma, os dois capítulos fornecem conhecimento fundamental que pode servir como base para estudos futuros voltados para o desenvolvimento de estratégias biotecnológicas visando o aproveitamento de resíduos de lignina como matéria prima para uma produção mais sustentável de químicos (AU)

• Processo FAPESP: 19/08590-8 - Identificação de vias para o catabolismo de compostos aromáticos derivados da lignina em Xanthomonas axonopodis pv citri
• Beneficiário: Damaris Batistão Martim
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado