Palestrante
Descrição
O esgotamento das reservas de petróleo, a crescente demanda energética de países emergentes e a necessidade de redução da emissão de dióxido de carbono sinalizam a importância pela busca de novas fontes de energias renováveis. Contudo, para que tais fontes tenham um caráter de efetiva substituição e não apenas de complementação, se fazem obrigatórias pesquisas por novas formas de se obtê-la. Assim, a produção do bioetanol mediante a hidrólise de biomassas lignocelulósicas, como do bagaço de cana-de-açúcar, tem recebido grande destaque. (1) Devido ao seu potencial de evolução e redução de custos, a hidrólise enzimática da celulose pode ser uma peça fundamental para a produção de bioetanol de segunda geração a um custo competitivo em longo prazo.(2) Algumas bactérias termofílicas, como Clostridium thermocellum, produzem um complexo proteico multienzimático extracelular chamado celulossomo, que demonstra elevada capacidade de realizar uma eficiente degradação de biomassa celulósica, em especial na porção cristalina da celulose.(3) O objetivo principal desse projeto de pesquisa é caracterizar as enzimas β-glicosidases (BGls) celulossomais de C. thermocellum de diferentes famílias de hidrolases de glicosídeos (GHs), por meio de técnicas estruturais, bioquímicas e biofísicas. Parte disso já foi realizado até o momento para CtBGl1 e CtBGl3 (C. thermocellum BGL GH1 e GH3). E que isso permita comparar com outras BGls reportadas na literatura. Os genes CtBgl1A e CtBgl3B clonados, tiveram as proteínas expressas em Escherichia coli e até o momento apenas CtBGl3 foi purificada com sucesso após cromatografia de afinidade e de separação por massa molecular. A enzima purificada tem característica termofílica, mostrando alta atividade em temperatura acima de 60 °C em pH de 4,5-7,0. Apresentando maior atividade em pH 5,5 a 70 °C. Curiosamente apresentando temperatura de melting (tm) em ~70 °C, determinados por meio de fluorimetria diferencial de varredura (DSF) e dicroísmo circular (CD). Além disso, teve avaliada sua atividade enzimática com os parâmetros: constante de Michaelis-Menten $K_m$ = 0,45 (mM), constante catalítica $k_{cat}$ = 201 (s$^{-1}$), e eficiência catalítica $k_{cat}$/$K_m$ = 444 (mM$^{-1}$ s$^{-1}$). A estrutura cristalográfica de CtBGl3 foi determinada por meio da difração de raios-X usando substituição molecular, com 2.34 Å de resolução, demonstrando um arranjo dimérico, indicadores da qualidade do refinamento $R_{work}$ e $R_{free}$, respectivamente 0,21 e 0,24. Experimentos de espalhamentos de luz em múltiplos ângulos (MALS) e espalhamento de raios-X a baixo ângulos (SAXS) corroboram que em solução CtBGl3 também adota arranjo dimérico.
Referências
1 LIU, J. et al. Systems integration for global sustainability. Science, v. 347, n. 6225, p. 963, 2015.
2 BORNSCHEUER, U. et al. Enzymatic degradation of (ligno)cellulose. Angewandte Chemie, v. 53, n. 41, p. 10876–93, 2014.
3 KAHN, A. et al. Evaluation of thermal stability of cellulosomal hydrolases and their complex formation. In: M LUBECK, M. (Ed.) Cellulases: methods and protocols. New York: Springer, 2018. p. 153–166.
| Subárea | Cristalografia |
|---|---|
| Apresentação do trabalho acadêmico para o público geral | Não |
