Avaliação do potencial biotecnológico do sistema celulolítico de Xanthomonas axonopodis pv. citri: uma abordagem estrutural, funcional e aplicada

Resumo

A heterogeneidade e recalcitrância da biomassa lignocelulósica faz com que sua degradação completa e eficiente seja ainda um desafio a ser superado na viabilização econômica de alguns bioprocessos, tais como a produção do etanol celulósico. Um dos principais fatores que contribuem para este cenário é a falta de coquetéis enzimáticos eficientes e de baixo custo. Os fitopatógenos da família Xanthomonadaceae, em particular, a espécie Xanthomonas axonopodis pv. citri (XAC), causadora do cancro cítrico, que afeta diversos cultivares de citros, e resultando em expressivas perdas econômicas a agricultura do país, contém um amplo repertório de genes relacionados à expressão de hidrolases glicosídicas (GHs). A XAC mesmo não realizando etapas de maceração massiva da parede celular vegetal, possui em seu genoma a predição de 100 genes de GHs distribuídas em 45 famílias, quantidade esta comparável a organismos especializados na degradação da biomassa lignocelulósica, como Ruminococcus albus e Clostridium cellulolyticum. Diante disso, o objetivo deste projeto de Pós-Doutorado é avaliar GHs de XAC ainda inexploradas envolvidas na degradação da celulose (GHs da família 3, 5, 8 e 9). De acordo com o CAZy, das mais de 13.971 sequências preditas como sendo GHs 5, 8 e 9, somente 5,6 % deste total encontram-se caracterizadas bioquimicamente e, menos ainda em um contexto estrutural. Entende-se que o conhecimento de somente poucos membros não é suficiente para revelar toda a diversidade funcional contida nestas famílias, ainda mais se exibem uma ampla gama de atividades e modos de ação. Neste contexto, espera-se assim contribuir para o maior entendimento mecanístico dos modos de ação presentes nestas famílias, utilizando-se para isso, uma abordagem multidisciplinar envolvendo bioquímica, cinética enzimática, imobilização, e analises estrutural (cristalografia de raios-X, DLS, SAXS e dicroísmo circular). Além disso, esse projeto tem como alvo, uma das principais famílias de GHs que são essenciais aos coquetéis comerciais que degradam à celulose, a família 3. Neste contexto, pretende-se avaliar qual o papel do domínio PA14 presente em uma GH3 de XAC, um domínio enigmático ainda pouco caracterizado na literatura para a família 3; além de investigar qual a diferença funcional (bioquímica e glicose tolerante) e estrutural entre as GH3 pertencentes a esse fitopatógeno.