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Caracterização de glicosil hidrolases envolvidas na degradação de biomassa vegetal

Melo, Vandierly Sampaio De

Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Escola de Artes, Ciências e Humanidades 2022-03-23

Acesso online. A biblioteca também possui exemplares impressos.

  • Título:
    Caracterização de glicosil hidrolases envolvidas na degradação de biomassa vegetal
  • Autor: Melo, Vandierly Sampaio De
  • Orientador: Chambergo Alcalde, Felipe Santiago
  • Assuntos: β-Xilosidase; Gh43; Etanol De Segunda Geração; Enzimas Termoestáveis; Endo-α-1; 5-L-Arabinanase; β-Xylosidase; Second Generation Ethanol; Thermostable Enzymes
  • Notas: Dissertação (Mestrado)
  • Descrição: Em virtude da crescente demanda por energia e de problemas ambientais causados pelo consumo de combustíveis fósseis, tem-se aumentado a necessidade de produção de combustíveis renováveis. O etanol de segunda geração (2G) surgiu como uma alternativa promissora aos combustíveis fósseis devido ao uso de biomassa vegetal como matéria-prima. Para que haja o processo de hidrólise enzimática da biomassa vegetal e obtenção de açúcares fermentáveis é fundamental o uso de diversas enzimas, tais como endo-α-1,5-L-arabinanases e β-xilosidases. Dessa forma, este trabalho teve por objetivo caracterizar as enzimas glicosil hidrolases endo-α-1,5-L-arabinanase e β-xilosidase de Geobacillus sp. JS12 e Geobacillus thermodenitrificans, respectivamente. Os genes das enzimas putativas, endo-α-1,5-L-arabinanase (GeoARA) e β-xilosidase (GeoXIL) foram obtidos a partir de análises da base de dados CAZy e posteriormente sintetizados e clonados para a expressão das proteínas recombinantes em E. coli BL21. Análises de bioinformática foram realizadas da sequência de aminoácidos da GeoARA e GeoXIL. As enzimas foram purificadas por cromatografia de afinidade em coluna de níquel-sefarose e realizou-se a caracterização bioquímica e análises de termoestabilidade por dicroísmo circular. As enzimas GeoARA e GeoXIL foram agrupadas dentro da família de glicosil hidrolases 43 (GH43). A partir dos testes de atividade, notou-se que a GeoARA possui maior atividade em pH 7,0 e temperatura de 70 °C, enquanto a GeoXIL possui maior atividade em pH 5,0 e temperatura de 60 °C. Nos testes com íons metálicos e EDTA, ambas as enzimas foram estáveis. Verificou-se que a GeoARA possui uma boa estabilidade térmica em 70 °C, principalmente na presença do íon Co2+ após 48 horas, enquanto que a GeoXIL apresentou maior estabilidade a 50 °C por 4 horas. A GeoARA possui uma significativa atividade sobre a arabinana desramificada (226,67 U/mg) e eficiência catalítica de 53 mL/mg/s. Por sua vez, a GeoXIL apresentou atividade bifuncional de β-xilosidase e α- L-arabinofuranosidase, com maior atividade sobre o substrato p-nitrofenil-β-D-xilopiranosídeo. A atividade específica sobre o p-nitrofenil-β-D-xilopiranosídeo foi de 18,33 U/mg e eficiência catalítica de 20,21 /mM/s; comparável com outras β-xilosidases. A atividade em elevadas temperaturas, termoestabilidade e estabilidade a íons metálicos são características desejáveis a enzimas industriais. Nesse sentido, as enzimas GeoARA e GeoXIL apresentam características bioquímicas interessantes para aplicação na hidrólise enzimática de biomassa vegetal
  • DOI: 10.11606/D.100.2022.tde-05052022-113742
  • Editor: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Escola de Artes, Ciências e Humanidades
  • Data de criação/publicação: 2022-03-23
  • Formato: Adobe PDF
  • Idioma: Português
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