Análise estrutural e funcional do domínio fibronectina tipo III (FnIII) de uma beta-glicosidase da família GH3: interação com substratos poliméricos e termoestabilidade

Resumo

A hidrólise enzimática da celulose em glicose requer três tipos de celulases: endoglucanases, celobiohidrolases e Beta-glicosidases. Durante a hidrólise, endoglucanases e celobiohidrolases são inibidas pelo aumento da concentração de celobiose no meio reacional. Beta-glicosidases são essenciais porque impedem o acúmulo de celobiose e a diminuição da taxa de hidrólise da celulose. Processos de pré-tratamento da biomassa lignocelulósica são empregados (antes da reação de hidrólise enzimática) principalmente para retirar a lignina e aumentar a taxa de conversão de celulose em glicose. Estes processos não são 100% eficientes na remoção da lignina e estudos mostram que a adição de lignina à celulose pura pode reduzir a liberação de açúcar em valores superiores a 60%. Assim, o estudo de Beta-glicosidases e a interação dessas enzimas com lignina tornam-se muito importantes, principalmente na área de conversão de polissacarídeos estruturais em bioenergia. A bactéria T. petrophila produz uma Beta-glicosidase pertencente à família GH3 (TpBGL3). TpBGL3 é uma Beta-glicosidase composta de três domínios: um domínio N-terminal com enovelamento tipo barril (Beta/Alfa)8 seguido de um domínio Alfa/Beta sanduiche, e um domínio C-terminal fibronectina tipo III (FnIII) de função ainda desconhecida, embora possa estar envolvido na ancoragem da enzima sobre grandes substratos poliméricos e na termoestabilidade da enzima. Neste projeto de pesquisa, propomos realizar o estudo estrutural e funcional do domínio FnIII de TpBGL3. O principal objetivo do projeto será caracterizar a possível interação do domínio FnIII com substratos poliméricos como lignina e celulose. Além disso, analisaremos se a interação da enzima com estes substratos possui alguma influência sobre a atividade Beta-glicosidase da TpBGL3. Por último, será estudado o papel do domínio FnIII na termoestabilização e dimerização da enzima. Todas as informações obtidas neste projeto de pesquisa poderão ser uteis para aplicações biotecnológicas no campo de conversão de polissacarídeos em bioenergia. (AU)