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Tese

Explorando as relações entre estrutura e função das hidrolases de glicosídeos das famílias 9, 48 e 74 (2018)

  • Authors:
  • Autor USP: ARAÚJO, EVANDRO ARES DE - IFSC
  • Unidade: IFSC
  • Sigla do Departamento: FCI
  • DOI: 10.11606/T.76.2019.tde-06052019-101729
  • Subjects: RAIOS X; CRISTALOGRAFIA; ENZIMAS; DIFRAÇÃO POR RAIOS X
  • Keywords: Carbohydrate-active enzymes; Carboidrases; Crystallography; Enzymes; Espalhamento de raios X a baixo ângulo; Small-angle X-ray scattering; X-ray
  • Agências de fomento:
  • Language: Português
  • Abstract: A parede das plantas é formada por uma matriz composta principalmente por celulose, hemicelulose e lignina. Celulose é o principal polissacarídeo das paredes das plantas, apresentando alta cristalinidade e recalcitrância. Xiloglucano (XyG) é um polissacarídeo complexo envolvido no controle da expansão celular e na biossíntese de componentes da parede celular vegetal. Uma complexa rede entre XyG e celulose é mediada por ligações de hidrogênio. A eficiente hidrólise de XyG e celulose é uma estratégia promissora na desconstrução da biomassa lignocelulósica pela ação orquestrada de CAZymes. Aqui são descritas as caracterizações funcional e estrutural de três novas enzimas das hidrolase de glicosídeos das famílias 9 (BlCel9), 48 (BlCel48) e 74 (XcGH74). XcGH74 é uma xiloglucanase de Xanthomonas campestris altamente específica para XyG. Durante a hidrólise do XyG por XcGH74 XX e XG são os produtos finais. A estrutura cristalográfica dessa enzima foi resolvida e as razões moleculares para sua alta permissibilidade no reconhecimento de XyG analisadas. Os resultados sugerem que XcGH74 cliva XyG preferencialmente entre motivos X–X; no entanto, não hidrolisa entre os motivos L–L, onde uma substituição da cadeia lateral é um pré-requisito para o reconhecimento do substrato. BlCel9 e BlCel48 são celulases de Bacillus licheniformis. BlCel48 é cataliticamente estável em uma ampla gama de temperaturas e pHs exibindo atividade em celulose inchada com ácido fosfórico (PASC) ecelulose bacteriana (BC). BlCel48 libera predominantemente celobiose, e também pequenas quantidades de celotriose, celotetraose como produtos do PASC e tem processividade aparente 4,6 vezes maior em BC do que em PASC. Análises de espalhamento de raios X a baixo ângulo (SAXS) mostraram que essa enzima é globular e monomérica em solução. A estrutura cristalográfica de BlCel48 foi resolvida na presença de ligantes nas posições -5 a -2 e +1 a +2 no sítio catalítico. A especificidade no reconhecimento de celo-oligossacarídeo foi investigada por cromatografia de troca aniônica de alto desempenho (HPLC-PAD), cristalografia de proteínas e análise de acoplamento estatístico, mostrando que esta enzima possui endo iniciação durante a hidrólise de PASC. BlCel9 é uma endoglucanase que exibe eficiência catalítica máxima em pH 7,0 e 60 °C. Tem maior atividade em PASC, seguida por BC e, em menor grau, carboximetilcelulose (CMC). A análise por HPAEC-PAD dos produtos hidrolíticos demonstrou que o produto final da hidrólise é principalmente celobiose. Análises de dados cristalografia de raios X e SAXS mostraram que essa enzima é monomérica em solução, conforme estimado a partir dos dados do SAXS. Tem uma forma alongada composta por um módulo de ligação à carboidratos (CBM3c) N-terminal ligado ao domínio catalítico (GH9) C-terminal por um linker de 20 aminoácidos. Os domínios estão intimamente justapostos em uma conformação estendida e formam uma estrutura relativamente rígida em solução,indicando que as interações entre os domínios catalíticos e CBM3c desta enzima têm um papel cooperativo no reconhecimento da celulose. Juntos, esses resultados lançam alguma luz sobre a relação entre estrutura e função das hidrolases glicosídicas das famílias 9, 48 e 74
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 26.11.2018
    • Acesso à fonteAcesso à fonteDOI

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    Status:
    Artigo publicado em periódico de acesso aberto (Gold Open Access)
    Versão do Documento:
    Versão publicada (Published version)
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    How to cite
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    • ABNT

      ARAÚJO, Evandro Ares de. Explorando as relações entre estrutura e função das hidrolases de glicosídeos das famílias 9, 48 e 74. 2018. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2018. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-06052019-101729/. Acesso em: 01 abr. 2026.

    • APA

      Araújo, E. A. de. (2018). Explorando as relações entre estrutura e função das hidrolases de glicosídeos das famílias 9, 48 e 74 (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-06052019-101729/

    • NLM

      Araújo EA de. Explorando as relações entre estrutura e função das hidrolases de glicosídeos das famílias 9, 48 e 74 [Internet]. 2018 ;[citado 2026 abr. 01 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-06052019-101729/

    • Vancouver

      Araújo EA de. Explorando as relações entre estrutura e função das hidrolases de glicosídeos das famílias 9, 48 e 74 [Internet]. 2018 ;[citado 2026 abr. 01 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-06052019-101729/

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