Estudos de modelos de mecanismos enzimáticos para o aprimoramento da produção de biocombustíveis

Resumo

A obtenção de etanol e derivados proveniente da fermentação do caldo extraído da cana-de-açucar é uma técnica conhecida e amplamente empregada no país, e a demanda pelo bioetanol é estável e crescente. Entretanto, neste processo uma quantidade considerável de biomassa com grande potencial energético é desperdiçada devido a ausência de tecnologias eficientes. Nesse projeto, abordaremos estudos teórico-computacionais a serem realizados em colaboração com os grupos experimentais do CTBE. O foco dos estudos será nos mecanismos de regulação/modulação de atividade enzimática por variações conformacionais dos domínios protéicos (CDs e CBMs). Dois tópicos serão abordados:(1) Alterações conformacionais da celulase Cel 5A da Bacillus Subtilus (BsCel5A) devido à interação com substrato. Este sistema será investigado por dinâmica molecular convencional com solvente explícito para os casos com substratos ligados e desligados, e será complementado por modelos baseados em estrutura (Structure Based Models,SBM) e análise dos modos normais de vibração (Normal Mode Analysis, NMA). (2) Caracterização estrutural e avaliação da flexibilidade dos domínios da Xilanase-liquenase e da Laminarase TpLam (incluindo quimeras), que será realizada por meio de dinâmica molecular de modelos baseados em estrutura, combinado com resultados de espalhamento de raio-X em baixo ângulo (SAXS). A compreensão desses mecanismos enzimáticos poderá, em princípio, ser estendida a outras enzimas similares, contribuindo assim diretamente para o desenvolvimento de enzimas de potencial biotecnológico.