Desenho racional de uma nova enzima bifuncional xilanase-lacase de Bacillus subtilis para potencial aplicação na indústria de papel e celulose

Resumo

Os processos convencionais de branqueamento de polpas celulósicas envolvem a utilização de reagentes químicos que são altamente poluentes e conferem às indústrias de celulose a condição de ser uma das mais poluidoras, dentre todo o seguimento industrial. Neste trabalho pretendemos construir uma enzima bifuncional com atividade xilanase (EC 3.2.1.8) e lacase (EC 1.10.3.2), que aja sobre os principais compostos na madeira que dificultam o branqueamento da polpa Kraft, a xilana e a lignina, respectivamente. O uso de enzimas no pré-tratamento da polpa diminui a quantidade de insumos químicos necessária nessa etapa.Um gene quimera, cotA-xylA, que codifica as enzimas lacase (CotA, 65 kDa) e xilanase(XylA, 21.2 kDa) de Bacillus subtilis será construído através de PCR overlap, em que a região codificadora da xilanase será inserida dentro do gene da lacase. Observou-se que este tipo de construção evita um possível bloqueio dos sítios ativos das enzimas individuais, criando domínios separados e mantêm a estabilidade da proteína. Os genes serão clonados em pGEM-T easy e a enzima bifuncional será expressada em sistema de Escherichia coli utilizando o plasmídeo pET28a(+). Após a purificação da enzima bifuncional, será feito ensaios de caracterização enzimática com objetivo de verificar as alterações cinéticas ocorridas devido à fusão. Em adição, a funcionalidade da enzima construída em relação aos processos de biobranqueamento da polpa Kraft será avaliada.