Estudos bioquímicos e funcionais de celobiohidrolases oriundas de basidiomicetos de decomposição branca com potencial biotecnológico

Autor(es)

Bianca Oliva

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Lorena.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Ciência e Engenharia dos Materiais (IFS/EES)
• Data de defesa: 2024-03-14

Membros da banca

Fernando Segato; Marco Antonio Seiki Kadowaki; Adriane Maria Ferreira Milagres; Viviane Isabel Serpa Muller

• Orientador: Fernando Segato; André Luis Ferraz

Resumo

Estabelecer fontes alternativas e sustentáveis de energia é uma das grandes demandas mundiais. A lignocelulose é um resíduo industrial que ainda mantém alto teor de carbono passível de ser convertido à etanol e outros produtos. Os coquetéis enzimáticos requeridos para a etapa de sacarificação desse material ainda sofrem com as severas condições industriais e contaminantes no meio reacional. Buscar enzimas de diferentes origens pode trazer vantagens ainda não observadas. Fungos basidiomicetos naturalmente atuam em material lignocelulósico com alto teor de lignina, macromolécula que acarreta efeitos negativos em enzimas no processo industrial. Este trabalho descreve a clonagem e expressão de duas celobiohidrolases (PcCel7C e PcCel7D) do basidiomiceto Phanerochaete chrysosporium em Aspergillus nidulans. A caracterização bioquímica demonstrou que a expressão heteróloga manteve as propriedades intrínsecas das enzimas recombinantes de maior atividade de endo-iniciação e maior velocidade catalítica em celulose em relação à celobiohidrolase (CBH) do ascomiceto Trichoderma reesei. Além das deleções nos loops que formam o túnel catalítico das CBHs, a PcCel7D também mostrou resíduos carregados negativamente nas análises in silico expostos à superfície acarretando uma maior carga eletrostática residual negativa em relação à PcCel7C. Quando na presença de celulose amorfa e de compostos fenólicos solúveis derivados de lignina (LRCs), PcCel7D se mostrou mais tolerante a esses desativadores. Porém, o estudo com outras fontes de enzimas mostrou que enzimas termoestáveis apresentaram elevada tolerância aos LRCs, e a determinação da temperatura de desenovelamento revelou que o mecanismo de interação dos LRCs com as celulases ocorre por desestabilização estrutural e desativação, ao contrário da literatura que sugere inibição. Ensaios de fluorescência intrínseca do triptofano revelaram que os resíduos próximos ao sítio ativo são favorecidos para a interação com os LRCs. Este estudo analisa bioquimicamente as CBHs de basidiomiceto em comparação com de ascomiceto e elucida o tipo de interação que ocorre entre os LRCs e celulases, contribuindo para o desenvolvimento racional de enzimas mais robustas para os processos industriais. (AU)

• Processo FAPESP: 19/06663-8 - Estudos bioquímicos e funcionais de celobiohidrolases oriundas de basidiomicetos de decomposição branca com potencial biotecnológico
• Beneficiário: Bianca Oliva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado