Otimização da produção de celo-oligossacarídeos a partir da hidrólise enzimática da palha da cana-de-açúcar via expressão heteróloga de enzimas celulolíticas e oxidativas

Resumo

O bioetanol tem sido considerado a principal alternativa à crescente demanda mundial por combustível uma vez que é capaz de reduzir os impactos ambientais causados por combustíveis não renováveis, como o aumento da poluição e o aquecimento global. Com base nisso, a palha da cana-de-açúcar representa uma fonte potencial de biomassa lignocelulósica para a produção de bioetanol de segunda geração, pois pode representar mais de 25% de todo o etanol produzido no Brasil por ano. Além disso, a conversão enzimática da biomassa lignocelulósica em celo-oligosacarídeos em vez de sacarídeos é um campo ainda pouco pesquisado. Essa nova abordagem pode ser uma alternativa interessante à transformação tradicional da biomassa na glicose, dado suas vantagens, como baixos índices de contaminantes de processo, tempo de fermentação total mais curto, maior afinidade de ligação aos substratos celulósicos e inibição limitada do processo por alta concentração de glicose. Com esta premissa, este projeto tem como objetivo principal otimizar a produção de celo-oligossacarídeos por hidrólise enzimática de palha de cana-de-açúcar pré-tratada através de expressão heteróloga de enzimas celulolíticas e oxidativas. Para isso, este projeto também visa identificar as principais enzimas (celulolíticas e oxidativas) necessárias para a degradação da palha pré-tratada (celolignina) nos celo-oligossacarídeos; selecionar os seus genes de interesse, clonar e expressar os mesmos em E. coli, bem como purificar e testar a atividade e entender a função de novos candidatos enzimáticos com atividades-chave. Além disso, será realizada uma otimização da produção de celo-oligossacarídeos através de delineamento experimentais de misturas de enzimas chave. Finalmente, esperamos obter um caldo hidrolisado rico em celo-oligossacarídeos para posterior fermentação por Geobaccillus. (AU)