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Produção e caracterização de proteínas do complexo celulolítico de Trichoderma harzianum, envolvidas na hidrólise enzimática da biomassa (2012)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: SERPA, VIVIANE ISABEL - IFSC
  • USP Schools: IFSC
  • Sigla do Departamento: FFI
  • Subjects: BIOCOMBUSTÍVEIS; PROTEÍNAS; ENZIMAS CELULOLÍTICAS
  • Keywords: Trichoderma; Trichoderma; Biomass hydrolysis; Cellulases; celulases; expressão heteróloga; heterologous expression; hidrólise de biomassa
  • Language: Português
  • Abstract: Celulases têm atraído muito interesse nos últimos anos devido a sua habilidade na bioconversão de material lignocelulolítico em glucose, a qual pode, então, ser convertida a etanol por fermentação. O complexo celulolítico capaz de degradar a celulose consiste de várias enzimas (principalmente celulases e β-glucosidases) e proteínas auxiliadoras, que atuam em sinergismo para eficientemente hidrolizar a biomassa. Nesse estudo, investigou-se a hidrólise enzimática do bagaço de cana-de-açúcar pré-tratado utilizando enzimas produzidas por T. harzianum e enzima comerial. O rendimento de hidrólise foi avaliado quanto a diferentes níveis de deslignificação de biomassa, graus de cristalinidade da celulose, composição dos coquetéis enzimáticos e adição de BSA. Estudos de difração de raios-X mostraram que a cristalinidade da lignocelulose não é um fator determinante na recalcitrância ao ataque enzimático. Além disso, a adição de BSA não teve qualquer efeito no rendimento da hidrólise. O mais eficiente coquetel enzimático foi obtido misturando o preparado comercial com o produzido pelo T. harzianum (rendimento acima de 97%). Esse desempenho está, provavelmente, relacionado com níveis adequados de β-glucosidases e xilanases no coquetel. Devido a essa eficiente atividade celulolítica, o fungo T. harzianum tem um grande potencial em aplicação para hidrólise de biomassa. A celobiohidrolase I, uma exoglucanase, é a principal enzima secretada por esse fungo (cerca de 60% do total) e nesse estudo ela foi expressa em bioreator, purificada por cromatografia de troca iônica seguida de gel filtração e caracterizada bioquímica, biofísica e estruturalmente. Conforme confirmado por SAXS, tanto a CBHI inteira quanto seu domínio catalítico, obtido por digestão parcial com papaína, são monoméricos em solução e apresentam distância máxima (DMax) de 110 e 60 Å, e raio de giro (Rg)de 20 e 27 Å, respectivamente. Os resultados indicam que o linker é flexível em solução e confirmam o formato de girino da enzima. A CBHI possui atividade máxima em pH 5.0 e temperatura de 50 °C, com atividade específica contra Avicel ® e pNPC de 0,28 and 1,53 U/mg, respectivamente. Outras celulases de interesse foram também expressas para caracterização, no entanto, para essas, foi utilizado o sistema de expressão heteróloga em Aspergillus Níger ou Pichia pastoris. O domínio catalítico da endoglucanase I de T. harzianum foi expresso em A. Níger. A proteína tem atividade específica contra CMC de 15,8 U/mg e pH e temperatura ótima de 3 e 50 °C, respectivamente. A proteína é estável nessas condições em até 3 dias de incubação (dados de ensaios de atividade residual). Estudos biofísicos de deslocamento térmico e dicroísmo circular apresentaram alguns parâmetros de estabilidade de estrutura terciária e secundária, respectivamente. A proteína perde estrutura terciária regular, em pH 5, em torno de 30 °C mas sua estrutura secundária é desordenada somente em pH 9 (quando a 25 °C). Experimentos de dicroísmo circular também indicaram a composição de estrutura secundária do domínio catalítico da EGLI de 6% de α-hélice e 42% de folhas- β.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 02.05.2012
  • Acesso online ao documento

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    • ABNT

      SERPA, Viviane Isabel; POLIKARPOV, Igor. Produção e caracterização de proteínas do complexo celulolítico de Trichoderma harzianum, envolvidas na hidrólise enzimática da biomassa. 2012.Universidade de São Paulo, São Carlos, 2012. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-21082012-143701/pt-br.php >.
    • APA

      Serpa, V. I., & Polikarpov, I. (2012). Produção e caracterização de proteínas do complexo celulolítico de Trichoderma harzianum, envolvidas na hidrólise enzimática da biomassa. Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-21082012-143701/pt-br.php
    • NLM

      Serpa VI, Polikarpov I. Produção e caracterização de proteínas do complexo celulolítico de Trichoderma harzianum, envolvidas na hidrólise enzimática da biomassa [Internet]. 2012 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-21082012-143701/pt-br.php
    • Vancouver

      Serpa VI, Polikarpov I. Produção e caracterização de proteínas do complexo celulolítico de Trichoderma harzianum, envolvidas na hidrólise enzimática da biomassa [Internet]. 2012 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-21082012-143701/pt-br.php

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