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Caracterização bioquímica, biofísica e estrutural da Celobiohidrolase I de Trichoderma harzianum envolvida na hidrólise da biomassa lignocelulósica (2012)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: COLUSSI, FRANCIELI - IFSC
  • USP Schools: IFSC
  • Sigla do Departamento: FFI
  • Subjects: BIOQUÍMICA; BIOFÍSICA; TRICHODERMA; COMPOSTOS ORGÂNICOS; ENZIMAS HIDROLÍTICAS
  • Keywords: Trichoderma harzianum; Biomass; Biomassa; Cellobiohydrolase I; Cellulosic ethanol; Celobiohidrolase I; Enzymatic hydrolysis; Etanol celulósico; Hidrólise enzimática
  • Language: Português
  • Abstract: Devido à sua importante atividade celulolítica, o fungo Trichoderma harzianum possui um grande potencial de aplicação na hidrólise da biomassa. No entanto, as celulases deste fungo filamentoso ainda não foram caracterizadas em profundidade. A celobiohidrolase I (CBHI) é a principal enzima celulolítica produzida por Trichoderma sp. e atualmente é uma das celulases mais investigadas para aplicações de biocombustíveis. A CBHI hidrolisa celulose cristalina à unidades solúveis de celobiose, o que a torna uma enzima chave para a produção de açúcares fermentáveis a partir da biomassa. O objetivo deste trabalho foi purificar e caracterizar a CBHI de Trichoderma harzianum (ThCBHI) bioquímica, biofísica e estruturalmente. Primeiramente foi estabelecido um protocolo de purificação eficiente da proteína a partir da expressão homóloga no fungo. A caracterização bioquímica ThCBHI mostrou que a proteína possui uma massa molecular de 66 kDa, pI de 5,23 e o pH e a temperatura de atividade ótima foram 5,0 e 50 ºC, respectivamente. A influência do pH e temperatura sobre as estruturas secundárias e terciárias e atividade enzimática da ThCBHI foram analisados por espectroscopia de CD, fluorescência e SAXS, e os resultados mostraram que as perturbações de pH e de temperatura afetam a estabilidade por dois mecanismos diferentes. As variações de pH podem modificar a protonação dos resíduos, afetando diretamente sua atividade, levando a desestabilização estrutural apenas em limites extremos de pH, como pH 9,0. A temperatura, por outro lado, tem uma influência direta sobre enovelamento e compactação da enzima, fazendo com que na temperatura em torno de 60 ºC ocorra perda da estrutura secundária, e terciária. Quando as análises foram realizadas na presença do produto de reação etambém inibidor competitivo, celobiose, a estabilidade térmica da ThCBHI aumentou significativamente de 61,5 para 65,9 ºC. Os estudos estruturais e simulações de dinâmica molecular mostraram que a flexibilidade do resíduo Tyr260, em comparação com a Tyr247 do homólogo de T. reesei CBHI (TrCBHI), é aumentada devido às cadeias laterais curtas adjacentes de Val216 e Ala384 criando uma abertura adicional na face lateral do túnel catalítico. A ThCBHI também apresenta um loop encurtado na entrada do túnel de interação com a celulose, o que tem sido descrito como o responsável por interagir com o substrato de TrCBHI. Estas características estruturais podem explicar por que a ThCBHI apresenta maior valor de kcat e menor inibição pelo produto em comparação com TrCBHI.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 01.10.2012
  • Acesso online ao documento

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    • ABNT

      COLUSSI, Francieli; POLIKARPOV, Igor. Caracterização bioquímica, biofísica e estrutural da Celobiohidrolase I de Trichoderma harzianum envolvida na hidrólise da biomassa lignocelulósica. 2012.Universidade de São Paulo, São Carlos, 2012. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-07122012-145352/pt-br.php >.
    • APA

      Colussi, F., & Polikarpov, I. (2012). Caracterização bioquímica, biofísica e estrutural da Celobiohidrolase I de Trichoderma harzianum envolvida na hidrólise da biomassa lignocelulósica. Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-07122012-145352/pt-br.php
    • NLM

      Colussi F, Polikarpov I. Caracterização bioquímica, biofísica e estrutural da Celobiohidrolase I de Trichoderma harzianum envolvida na hidrólise da biomassa lignocelulósica [Internet]. 2012 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-07122012-145352/pt-br.php
    • Vancouver

      Colussi F, Polikarpov I. Caracterização bioquímica, biofísica e estrutural da Celobiohidrolase I de Trichoderma harzianum envolvida na hidrólise da biomassa lignocelulósica [Internet]. 2012 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-07122012-145352/pt-br.php

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