Expressão e purificação de enzimas xilanolíticas recombinantes e estudo de suas atividades contra arabinoxilanas extraídas da cana de açúcar (2022)
- Authors:
- Autor USP: GARBELOTTI, CAROLINA VICTAL - FFCLRP
- Unidade: FFCLRP
- Sigla do Departamento: 593
- DOI: 10.11606/T.59.2022.tde-27102022-094725
- Subjects: BIOMASSA; ESPECTROMETRIA DE MASSAS; ENZIMAS; CANA-DE-AÇÚCAR
- Keywords: Análise metabolômica; Arabinoxilano; Arabinoxylan; Biomass; Biomass structure; Coquetéis enzimáticos; Enzimas hemicelulolíticas; Enzymatic mixtures; Estrutura da biomassa; Hemicellulolytic enzymes; Hemicellulose; Mass spectrometry; Metabolomics
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: O Brasil possui grande força na agricultura, com a região de Ribeirão Preto sendo tradicional no cultivo de cana de açúcar. A procura por fontes alternativas de energia que sejam mais sustentáveis e renováveis têm encorajado estudos focados na obtenção de biocombustíveis e outros químicos de maior valor agregado derivados da hidrólise da biomassa lignocelulósica. Com este objetivo, enzimas ativas em carboidratos têm atraído atenção por poderem hidrolisar de forma específica e mais sustentável, evitando geração de resíduos químicos e subprodutos indesejados. Porém, a recalcitrância da parede celular vegetal têm sido um obstáculo para a aplicação industrial da hidrólise enzimática e, para superá-lo, é necessário melhor compreensão as estrutura da parede celular da planta, pré-tratamentos eficientes da biomassa e coquetéis enzimáticos otimizados. Neste trabalho, estudamos a hidrólise enzimática de três frações arabinoxilanas extraídas do colmo da variedade de cana de açúcar SP80-3280 por deslignificação com clorito de sódio apenas, ou com tratamento adicional alcalino ou com DMSO. Combinações de enzimas hemicelulolíticas recombinantes incluíram as glicosil hidrolases xilanases GH10 e GH11, arabinofuranosidase GH43 e α-glucuronidase GH67, junto de uma acetil xilano esterase CE4 e uma feruloil esterase CE1. Análises de açúcares redutores do hidrolisado foram correlacionadas com cromatografia líquida de interação hidrofóbica acoplada a espectrometria de massas e ferramentas de análise de metabolômica. Foi observado que os arabinoxilanos extraídos por métodos diferentes têm organização e estrutura diferentes, resultando em alterações nos perfis de digestão enzimática e nos produtos de hidrólise. O arabinoxilano extraído por tratamento alcalino foi o mais acessível à hidrólise completa por este conjunto de enzimas quando comparado com os polissacarídeosmais recalcitrantes dos extraídos com clorito e DMSO. Além disso, ensaios de combinações enzimáticas com as quatro hidrolases e acetil xilano esterase, apesar de não mostrarem sinergia, mostraram cooperatividade entre as enzimas acessórias e as xilanases. Como não houve comprovação da presença de decorações fenólicas nos arabinoxilanos extraídos, foi feita caracterização bioquímica e biofísica da enzima feruloil esterase, que demonstrou atividade ótima a 60°C e pH 6,5 e eficiência catalítica por volta de 390 s -1.mM-1 contra o substrato sintético etil ferulato. A enzima se mostrou estável e ativa também contra oligossacarídeos do arabinoxilano de farelo de trigo ramificados com grupos ferulato, com grande potencial para uso industrial
- Imprenta:
- Publisher place: Ribeirão Preto
- Date published: 2022
- Data da defesa: 18.08.2022
- Status:
- Artigo publicado em periódico de acesso aberto (Gold Open Access)
- Versão do Documento:
- Versão publicada (Published version)
- Acessar versão aberta:
-
ABNT
GARBELOTTI, Carolina Victal. Expressão e purificação de enzimas xilanolíticas recombinantes e estudo de suas atividades contra arabinoxilanas extraídas da cana de açúcar. 2022. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2022. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-27102022-094725/. Acesso em: 09 abr. 2026. -
APA
Garbelotti, C. V. (2022). Expressão e purificação de enzimas xilanolíticas recombinantes e estudo de suas atividades contra arabinoxilanas extraídas da cana de açúcar (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-27102022-094725/ -
NLM
Garbelotti CV. Expressão e purificação de enzimas xilanolíticas recombinantes e estudo de suas atividades contra arabinoxilanas extraídas da cana de açúcar [Internet]. 2022 ;[citado 2026 abr. 09 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-27102022-094725/ -
Vancouver
Garbelotti CV. Expressão e purificação de enzimas xilanolíticas recombinantes e estudo de suas atividades contra arabinoxilanas extraídas da cana de açúcar [Internet]. 2022 ;[citado 2026 abr. 09 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-27102022-094725/ - Sugarcane arabinoxylan composition profiling using combinations of hemicellulolytic enzymes
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