Expanding the Knowledge on Lignocellulolytic and Redox Enzymes of Worker and Soldier Castes from the Lower Termite Coptotermes gestroi

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Franco Cairo, Joao P. L. ; Carazzolle, Marcelo F. ; Leonardo, Flavia C. ; Mofatto, Luciana S. ; Brenelli, Livia B. ; Goncalves, Thiago A. ; Uchima, Cristiane A. ; Domingues, Romania R. ; Alvarez, Thabata M. ; Tramontina, Robson ; Vidal, Ramon O. ; Costa, Fernando F. ; Costa-Leonardo, Ana M. ; Paes Leme, Adriana F. ; Pereira, Goncalo A. G. ; Squina, Fabio M.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: FRONTIERS IN MICROBIOLOGY; v. 7, OCT 13 2016.
• Citações Web of Science: 8

Resumo

Termites are considered one of the most efficient decomposers of lignocelluloses on Earth due to their ability to produce, along with its microbial symbionts, a repertoire of carbohydrate-active enzymes (CAZymes). Recently, a set of Pro-oxidant, Antioxidant, and Detoxification enzymes (PAD) were also correlated with the metabolism of carbohydrates and lignin in termites. The lower termite Coptotermes gestroi is considered the main urban pest in Brazil, causing damage to wood constructions. Recently, analysis of the enzymatic repertoire of C. gestroi unveiled the presence of different CAZymes. Because the gene profile of CAZy/PAD enzymes endogenously synthesized by C. gestroi and also by their symbiotic protists remains unclear, the aim of this study was to explore the eukaryotic repertoire of these enzymes in worker and soldier castes of C. gestroi. Our findings showed that worker and soldier castes present similar repertoires of CAZy/PAD enzymes, and also confirmed that endo-glucanases (GH9) and beta-glucosidases (GH1) were the most important glycoside hydrolase families related to lignocellulose degradation in both castes. Classical cellulases such as exo-glucanases (GH7) and endo-glucanases (GH5 and GH45), as well as classical xylanases (GH10 and GH11), were found in both castes only taxonomically related to protists, highlighting the importance of symbiosis in C. gestroi. Moreover, our analysis revealed the presence of Auxiliary Activity enzyme families (AAs), which could be related to lignin modifications in termite digestomes. In conclusion, this report expanded the knowledge on genes and proteins related to CAZy/PAD enzymes from worker and soldier castes of lower termites, revealing new potential enzyme candidates for second-generation biofuel processes. (AU)

• Processo FAPESP: 15/06971-3 - Investigação de mecanismos oxidativos envolvidos na quebra da biomassa lignocelulósica pelo cupim inferior Coptotermes gestroi
• Beneficiário: João Paulo Lourenço Franco Cairo
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Processo FAPESP: 06/59086-8 - Estudo do cupim coptotermes gestroi: analise da base genetica da diferenciacao de castas e busca de genes de importancia biotecnologica
• Beneficiário: Flávia Costa Leonardo
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 14/20576-7 - Caracterização de enzimas auxiliares (redox) do cupim Coptotermes gestroi que atuam em conjunto com hidrolases glicolíticas
• Beneficiário: Robson Tramontina
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 14/50371-8 - Integrated enzyme discovery and pathway optimization for bagase valorization
• Beneficiário: Fábio Márcio Squina
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
• Processo FAPESP: 12/19040-0 - Caracterização da expressão gênica do fungo Neurospora crassa na desconstrução do bagaço de cana de açúcar
• Beneficiário: Cristiane Akemi Uchima
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 14/10351-8 - Caracterização fenotípica de cepas deletérias de Neurospora crassa crescidas em avicel e bagaço de cana-de-açúcar
• Beneficiário: Cristiane Akemi Uchima
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 11/20977-3 - Investigação de vias de degradação de biomassa lignocelulósica no cupim Coptotermes gestroi complementares a hidrolases glicolíticas visando aplicação na produção de bioprodutos derivados de biomassa lignocelulósica
• Beneficiário: João Paulo Lourenço Franco Cairo
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 13/03061-0 - Caracterização de frações de lignina extraídas do bagaço de cana-de-açúcar com propriedades antioxidantes
• Beneficiário: Lívia Beatriz Brenelli de Paiva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 10/11469-1 - Desenvolvimento de uma biblioteca de enzimas a partir de metagenoma de solo
• Beneficiário: Thabata Maria Alvarez
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 08/50114-4 - Estudo do cupim Coptotermes gestroi: análise da base genética da diferenciação de castas, busca de genes de importância biotecnológica e estudo de celulases
• Beneficiário: Fernando Ferreira Costa
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 08/58037-9 - Geração de biblioteca para conversão enzimática de biomassa a partir de metagenoma do solo
• Beneficiário: Fábio Márcio Squina
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Jovens Pesquisadores