Biochemical and inhibitor analysis of recombinant cellobiohydrolases from Phanerochaete chrysosporium

Autor(es)

Oliva, Bianca ; Ferraz, Andre ; Segato, Fernando

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS AND BIOPRODUCTS; v. 17, n. 1, p. 17-pg., 2024-11-29.

Resumo

The demand for greener energy sources necessitates the development of more efficient processes. Lignocellulosic biomass holds significant potential for biofuels production, but improvements in its enzymatic degradation are required to mitigate the susceptibility of enzymes by reaction products and pretreatment impurities. In this work, two cellobiohydrolases (CBHs) from the basidiomycete Phanerochaete chrysosporium (PcCel7C and PcCel7D) were heterologously expressed, characterized, and analyzed in the presence of their products (glucose and cellobiose) and harmful compounds commonly found in industrial processes (phenolics), as well as their adsorption to lignin and cellulose. The enzymes exhibited an optimum temperature of 55 degrees C and displayed a pH profile similar to the model CBHI from Trichoderma reesei (TrCel7A). Activity decreased consistently for all CBHs in the presence of cellobiose, while glucose significantly impacted the basidiomycete CBHs. Phenolic compounds with a higher content of OH groups were found to be more detrimental to the enzymes, with the location of the OH group on the phenolic ring playing a crucial role in enzyme deactivation. Molecular docking simulations predicted that the product-binding site of CBHs has the highest affinity for interaction with phenolics; however, they are unlikely to interact at this site in the presence of substrate. PcCel7C and PcCel7D exhibited poorer adsorption on cellulose compared to the TrCel7A enzyme. These findings provide insights into how the structure of CBHs influences their susceptibility to inhibitors and deactivating compounds present in saccharification reaction medium. (AU)

• Processo FAPESP: 14/18714-2 - Oxidação enzimática do bagaço de cana-de-açúcar: descoberta, caracterização e aplicação de novas enzimas oxidativas de carboidratos, voltadas para o desenvolvimento de um cell factory mais eficiente
• Beneficiário: Fernando Segato
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 22/01756-0 - Análises bioquímicas e biofísicas do efeito dos compostos derivados de lignina na atividade de celobiohidrolases
• Beneficiário: Bianca Oliva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Processo FAPESP: 19/06663-8 - Estudos bioquímicos e funcionais de celobiohidrolases oriundas de basidiomicetos de decomposição branca com potencial biotecnológico
• Beneficiário: Bianca Oliva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 22/04227-9 - EMU concedido no processo 2021/06679-1: Dionex ICS600 Capillary HPIC system
• Beneficiário: Fernando Segato
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
• Processo FAPESP: 21/06679-1 - Oxidação enzimática do bagaço de cana-de-açúcar II: explorando a interação entre CDHs e LPMOs visando o desenvolvimento de enzimas mais eficientes para inserção em um cell factory geneticamente modificado
• Beneficiário: Fernando Segato
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Jovens Pesquisadores - Fase 2
• Processo FAPESP: 19/22284-7 - Caracterização bioquímica, funcional e aplicação de monoxigenases líticas de polissacarídeos identificadas em estudos de transcriptoma e secretoma de fungos filamentosos cultivados em bagaço de cana
• Beneficiário: Fernando Segato
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular