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Identificação e caracterização da primeira exoxilanase da família 11 de hidrolase de glicosídeo a partir do estudo do metatranscriptoma de um consórcio derivado da compostagem (2017)

  • Authors:
  • USP affiliated author: MELLO, BRUNO LUAN SOARES PAULA DE - IFSC
  • School: IFSC
  • Subjects: BIOCOMBUSTÍVEIS; ETANOL; COMPOSTAGEM
  • Keywords: Bioetanol; Bioethanol; Compost; Etanol de segunda geração; Metatranscriptômica; Metatranscriptomics; Second-generation ethanol
  • Language: Português
  • Abstract: O uso de resíduos agrícolas como fonte de carbono para a geração de energia renovável parece uma solução promissora para reduzir nossa dependência em combustíveis fósseis. Na natureza, como na compostagem, comunidades microbianas formam redes metabólicas complexas que degradam eficientemente a biomassa disponível através de um conjunto de enzimas sinérgicas. Entretanto, a desconstrução da lignocelulose continua uma desafio para a indústria devido a natureza recalcitrante do substrato e a baixa atividade das enzimas, aumentando o preço do biocombustível produzido. Estudos de metagenômica e metatranscriptômica de comunidades microbianas complexas tornam possível acessar as funções metabólicas empregadas por consórcios lignocelulolíticos e revelar novos biocatalisadores que podem melhorar a conversão industrial da lignocelulose. Aqui, através de uma abordagem metagenômica, foi examinada a diversidade de microrganismos obtidos em condições laboratoriais quando um meio definido ou um complexo foi usado no seu crescimento. Em seguida, a comunidade microbiana derivada de compostagem foi crescida em meio mínimo com bagaço de cana-de-açúcar como única fonte de carbono. A degradação do substrato foi monitorada e o metatranscriptoma da cultura resultante foi sequenciado, seguido pela seleção e caracterização funcional de vários alvos. Durante as cinco semanas de estudo, a comunidade microbiana crescida em meio mínimo mostrou maior diversidade e enriquecimento em microrganismos capazesde degradar a lignocelulose do que a comunidade microbiana crescida no meio complexo. A partir do metatranscriptoma foi descoberta a primeira hidrolase de glicosídeo da família 11 com atividade exoxilanase (C21). A estrutura cristalográfica da C21, refinada à 1,76 Å, revelou que a atividade exoxilanase observada se deve a presença de duas alças que não estão presentes nas demais estruturas dos membros da família 11 de hidrolase de glicosídeo depositadas até então. A adição da C21 a um coquetel comercial provocou um aumento na velocidade de hidrólise do Avicel quando na presença de xilooligômeros. As análises metagenômica e metatranscriptômica da comunidade microbiana proveniente da compostagem revelaram que o uso de um meio definido pode deslocar espécies generalistas, levando a uma fonte enriquecida para explorar enzimas com aplicação biotecnológica. Também demonstrou a diversidade de mecanismos envolvidos na degradação in situ da lignocelulose
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 23.08.2017
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    • ABNT

      MELLO, Bruno Luan Soares Paula de; POLIKARPOV, Igor. Identificação e caracterização da primeira exoxilanase da família 11 de hidrolase de glicosídeo a partir do estudo do metatranscriptoma de um consórcio derivado da compostagem. 2017.Universidade de São Paulo, São Carlos, 2017. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-21092017-104026/ >.
    • APA

      Mello, B. L. S. P. de, & Polikarpov, I. (2017). Identificação e caracterização da primeira exoxilanase da família 11 de hidrolase de glicosídeo a partir do estudo do metatranscriptoma de um consórcio derivado da compostagem. Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-21092017-104026/
    • NLM

      Mello BLSP de, Polikarpov I. Identificação e caracterização da primeira exoxilanase da família 11 de hidrolase de glicosídeo a partir do estudo do metatranscriptoma de um consórcio derivado da compostagem [Internet]. 2017 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-21092017-104026/
    • Vancouver

      Mello BLSP de, Polikarpov I. Identificação e caracterização da primeira exoxilanase da família 11 de hidrolase de glicosídeo a partir do estudo do metatranscriptoma de um consórcio derivado da compostagem [Internet]. 2017 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-21092017-104026/

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