Nome do Projeto
Engenharia de proteínas e otimização da atividade catalítica de celulases recombinantes
Ênfase
PESQUISA
Data inicial - Data final
11/05/2019 - 30/03/2021
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Multidisciplinar - Biotecnologia
Resumo
A queima de combustíveis fósseis está entre algumas das causas dos efeitos negativos que o planeta sofre atualmente. A emissão de gases causadores do efeito estufa, principalmente o gás carbônico (CO₂) está intimamente relacionada com a elevação da temperatura mundial, acidificação dos oceanos e derretimento das camadas de gelo. Uma alternativa ao uso dos combustíveis a base de petróleo são os biocombustíveis de fontes renováveis como o etanol, principalmente os de segunda geração, por promover o aproveitamento da biomassa vegetal rica em matéria lignocelulósica que seria descartada. A produção do etanol de segunda geração através de métodos biológicos (bioetanol) emprega diversas etapas para a utilização das moléculas presentes na biomassa: o pré-tratamento, hidrólise enzimática, sacarificação/fermentação e destilação. Os maiores custos de produção são referentes ao pré-tratamento e hidrólise enzimática, devido à alta recalcitrância da matéria lignocelulósica e difícil acessibilidade de enzimas. Para a hidrólise inicial da celulose empregam-se enzimas endoglucanases e celobiohidrolases, que clivam essas ligações glicosídicas na parte interna da cadeia ou em suas extremidades, respectivamente, gerando dissacarídeos de celobiose. Para a fermentação, por sua vez, é necessário que estes sejam convertidos em monômeros de glicose, o que é alcançado através das enzimas beta-glicosidases. Atualmente, as celulases comercialmente disponíveis para essa conversão provêm de fungos fitopatogênicos, sendo os gêneros Trichoderma, Fusarium, Humicola e Aspergillus os mais amplamente utilizados. Uma das alternativas para o melhoramento da eficiência da conversão da biomassa lignocelulósica é a modificação de enzimas voltada a uma melhor performance em sua atividade. Ao longo dos anos surgiram alternativas para superar os obstáculos apresentados pelas enzimas naturais, como a baixa estabilidade proteica e eficiência catalítica com substratos não usuais. Estas estratégias incluem a evolução dirigida, o design racional e semirracional. Assim, o presente projeto visa empregar a engenharia de proteínas para otimizar a atividade de enzimas degradadoras da biomassa lignocelulósica.

Objetivo Geral

Empregar métodos computacionais e experimentais para a identificação, caracterização e engenharia de proteínas aplicadas à celulases, a fim de melhorar o processo de degradação na indústria de biocombustíveis. Isso inclui:
-Identificar pelo menos cinco enzimas não-comerciais com potencial para degradação da matéria lignocelulósica e analisar o sítio catalítico em comparação àquelas disponíveis nos bancos de dados.
-Realizar a modificação na estrutura de duas enzimas selecionadas e avaliar a compatibilidade ao ligante por meio de ferramentas de docking molecular.
-Construção de genes sintéticos para expressão heteróloga em E. coli, visando a avaliação da atividade in vitro das enzimas recombinantes.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
ALESSANDRA NEIS1011/05/201930/03/2021
RAFAEL DOS SANTOS WOLOSKI111/05/201930/03/2021

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