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Tese

Estudos funcionais e estruturais de pectinases e xilanases com potencial para aplicações biotecnológicas (2017)

  • Authors:
  • Autor USP: EVANGELISTA, DANILO ELTON - IFSC
  • Unidade: IFSC
  • Sigla do Departamento: FCI
  • Subjects: CRISTALOGRAFIA DE RAIOS X; PROTEÍNAS; ENZIMAS
  • Keywords: Caracterização enzimática; Cristalografia de proteínas; Despolimerização da biomassa vegetal; Enzymatic characterization; Pectinases and Xylanases; Pectinases e Xilanases; Plant biomass depolymerization; Protein X-ray crystallography; SAXS
  • Language: Português
  • Abstract: O uso desenfreado dos recursos naturais durante as últimas décadas têm impactado drasticamente o meio ambiente, direcionando a humanidade a investir no desenvolvimento de tecnologias para produção sustentável e ecológica de novas fontes de energia renovável e de produtos verdes. Nesse âmbito, o uso de resíduos derivados da biomassa vegetal tem sido apresentado como uma promissora alternativa à substituição de combustíveis, componentes químicos e polímeros de origem fóssil. Esse material é barato, abundante e não compete direta ou indiretamente com a segurança alimentar. Hoje, mais de 200 compostos químicos e biopolímeros de valor agregado podem ser obtidos a partir do processamento de material lignocelulósico. Todavia, essa tecnologia ainda não é plenamente desenvolvida, afetando sua competitividade econômica, sendo que o maior custo atribui-se à despolimerização enzimática dos polissacarídeos que formam a parede celular vegetal (PCV). Essa etapa requer preparados enzimáticos compostos por diversas enzimas, que agem sinergicamente sobre a complexa estrutura da PCV. Dentre essas enzimas, as pectinases e xilanases desempenham um importante papel na desconstrução dos polímeros pécticos e da hemicelulose. O presente trabalho objetivou o estudo funcional e estrutural de diferentes classes de pectinases e xilanases com potencial biotecnológico, no intuito de contribuir para o desenvolvimento pleno da despolimerização enzimática da PCV. Dentro dessa perspectiva, foram estudadas:uma pectina metilesterase (Sl-PME) e uma endo-poligalacturonase (Sl-EndoPG) do inseto Sphenophorus levis; uma exo-poligalacturonase (Bl-ExoPG) de Bacillus licheniformis; uma xilanase GH10 (MT-Xyn10) e duas GH11 (MT-Xyn11a e MT-Xyn11b) identificadas no metatranscriptoma de um consórcio microbiótico derivado de compostagem de bagaço de cana-de-açúcar. A estrutura cristalográfica da Sl-PME evidenciou alta semelhança com outra PME de inseto. Também foi concluído que as PMEs de inseto são mais similares às bacterianas, quando comparadas às fúngicas e vegetais, principalmente em relação ao sulco catalítico. Além disso, PMEs de inseto, exclusivamente, apresentam uma permutação circular, possívelmente realcionada a um evento de transferência horizontal. A Bl-ExoPG apresentou-se monomérica em solução, com atividade ótima em pH neutro a 60°C, sendo estável em uma ampla faixa de pH (5-10) e com considerável termoestabilidade em elevadas temperaturas. Essa enzima, também, apresentou especificidade por pectina não-metilada, liberando unicamente monômeros de ácido galacturônico. As três xilanases estudadas apresentaram-se monoméricas em solução, com maior atividade entre 30 e 45°C e pHs de 6 a 9, retendo atividade acima de 50% nos pHs 5 e 10. Além disso, todas elas apresentam especificidade por xilano, sendo que a MT-Xyn10 apresentou, também, alta atividade sobre arabinoxilano. A MT-Xyn10 apresentou um conjunto de propriedades enzimáticas bastante atrativas às aplicaçõesindustriais, uma vez que é altamente estável em uma ampla faixa de pH (4-10), termoestável em temperaturas de até 50°C e sua ação catalítica produz diversos xilo-oligossacarídeos de alto valor agregado. A análise da estrutura cristalográfica da MT-Xyn11a revela três particularidades estruturais, compartilhadas com a MT-Xyn11b, mas não descritas para outras GH11. Dentre essas particularidades, um loop parece limitar o acesso do substrato ao sítio catalítico, contribuindo diretamente para a baixa afinidade ao substrato apresentada por essas duas enzimas
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 31.10.2017
    • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      EVANGELISTA, Danilo Elton. Estudos funcionais e estruturais de pectinases e xilanases com potencial para aplicações biotecnológicas. 2017. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2017. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-29012018-095835/. Acesso em: 27 dez. 2025.

    • APA

      Evangelista, D. E. (2017). Estudos funcionais e estruturais de pectinases e xilanases com potencial para aplicações biotecnológicas (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-29012018-095835/

    • NLM

      Evangelista DE. Estudos funcionais e estruturais de pectinases e xilanases com potencial para aplicações biotecnológicas [Internet]. 2017 ;[citado 2025 dez. 27 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-29012018-095835/

    • Vancouver

      Evangelista DE. Estudos funcionais e estruturais de pectinases e xilanases com potencial para aplicações biotecnológicas [Internet]. 2017 ;[citado 2025 dez. 27 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-29012018-095835/

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