Métodos de RMN para caracterização de paredes celulares de plantas: desenvolvimento e aplicações para tecnologias de biocombustíveis de segunda geração

Resumo

A produção de biocombustíveis avançados a partir de matérias-primas renováveis lignocelulósicas (como o bagaço de cana-de-açúcar, por exemplo) exige transformar os polissacarídeos da biomassa em açúcares simples. A eficiência de tal processo depende principalmente do desenvolvimento de processos efetivos de pré-tratamento e de coquetéis enzimáticos menos dispendiosos e mais eficientes. Assim, é necessário diminuir a recalcitrância dos materiais lignocelulósicos, de modo a facilitar a hidrólise enzimática em açúcares fermentáveis. No entanto, para conseguir isso uma compreensão detalhada da parede celular da planta e sua modificação com os pré-tratamentos é altamente desejável. Ressonância magnética nuclear (ssNMR) fornece muitos métodos que podem ser usados para atingir esse objetivo, permitindo obter informações sobre a composição química, estrutura e dinâmica da parede celular. Assim, nesta proposta, procuramos desenvolver uma abordagem específica baseada em Ressonância Magnética Nuclear de estado sólido (ssNMR) e Ressonância Magnética Nuclear no domínio do tempo (TDNMR) para obter uma caracterização das paredes celulares de plantas em termos de composição, arquitetura, morfologia, cristalinidade e outras propriedades biofísicas e bioquímicas relevantes para a recalcitrância da biomassa. Além disso, vamos realizar uma série de estudos específicos com o objetivo de compreender em detalhes como a composição da parede celular a nível molecular, nano e micromético são afetadas por uma variedade de pré-tratamentos que são aplicados em amostras de biomassa durante sua conversão em biocombustíveis e produtos químicos, e como estas modificações se correlacionam com a digestibilidade enzimática. (AU)