{"id":147155,"date":"2021-05-31T14:46:19","date_gmt":"2021-05-31T17:46:19","guid":{"rendered":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/?p=147155"},"modified":"2021-05-31T14:46:19","modified_gmt":"2021-05-31T17:46:19","slug":"enzima-de-fungo-amazonico-pode-aumentar-a-eficiencia-na-producao-de-etanol-de-segunda-geracao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/enzima-de-fungo-amazonico-pode-aumentar-a-eficiencia-na-producao-de-etanol-de-segunda-geracao\/","title":{"rendered":"Enzima de fungo amaz\u00f4nico pode aumentar a efici\u00eancia na produ\u00e7\u00e3o de etanol de segunda gera\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a>Pesquisadores da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) identificaram no fungo amaz\u00f4nico Trichoderma harzianum uma enzima capaz de degradar biomassa. Al\u00e9m de caracterizar a mol\u00e9cula, os pesquisadores usaram t\u00e9cnicas de engenharia gen\u00e9tica para produzi-la em larga escala, reduzindo custos e viabilizando sua utiliza\u00e7\u00e3o industrial.<\/p>\n

A descoberta, publicada na revista Scientific Reports, abre caminho para o maior aproveitamento dos res\u00edduos da cana-de-a\u00e7\u00facar na fabrica\u00e7\u00e3o de biocombust\u00edveis, uma vez que o desenvolvimento de um coquetel de enzimas de baixo custo representa um dos principais desafios para a produ\u00e7\u00e3o de etanol de segunda gera\u00e7\u00e3o (derivado do baga\u00e7o e da palha da cana-de-a\u00e7\u00facar).<\/p>\n

\u201cA enzima quebra diferentes a\u00e7\u00facares presentes em v\u00e1rias fontes de biomassa vegetal, o que a torna muito vers\u00e1til e interessante n\u00e3o s\u00f3 para a produ\u00e7\u00e3o de etanol de segunda gera\u00e7\u00e3o como tamb\u00e9m para uso na ind\u00fastria aliment\u00edcia e cosm\u00e9tica, por exemplo\u201d, revela Maria Lorenza Leal Motta, pesquisadora do Centro de Biologia Molecular e Engenharia Gen\u00e9tica (CBMEG-Unicamp) e primeira autora do artigo.<\/p>\n

O trabalho, conduzido durante o mestrado de Motta, bolsista da Coordena\u00e7\u00e3o de Aperfei\u00e7oamento de Pessoal de N\u00edvel Superior (Capes), contou com apoio da FAPESP para a prospec\u00e7\u00e3o de fungos que realizam a degrada\u00e7\u00e3o de substratos celul\u00f3sicos e promovem a gera\u00e7\u00e3o de a\u00e7\u00facares livres, que possam ser explorados para a produ\u00e7\u00e3o de biocombust\u00edvel.<\/p>\n

Nova estrat\u00e9gia de prospec\u00e7\u00e3o<\/p>\n

Al\u00e9m da descoberta de uma nova enzima para a produ\u00e7\u00e3o de etanol de segunda gera\u00e7\u00e3o, o grupo tamb\u00e9m inova na forma de buscar solu\u00e7\u00f5es para a degrada\u00e7\u00e3o de celulose. \u201cEstamos h\u00e1 alguns anos desenvolvendo uma metodologia de prospec\u00e7\u00e3o desses fungos a partir de uma abordagem que envolve evolu\u00e7\u00e3o, express\u00e3o g\u00eanica e genoma. Isso \u00e9 interessante, pois torna nosso trabalho mais assertivo. Com o tempo, estamos criando uma esp\u00e9cie de ba\u00fa com informa\u00e7\u00f5es relevantes sobre enzimas com potencial uso para a ind\u00fastria\u201d, afirma Anete Pereira de Souza, professora do Instituto de Biologia da Unicamp e orientadora de Motta.<\/p>\n

A metodologia de prospec\u00e7\u00e3o envolve estudos de evolu\u00e7\u00e3o das linhagens de fungos associados a diferentes ferramentas de an\u00e1lises de varia\u00e7\u00f5es gen\u00e9ticas, genes, prote\u00ednas e metab\u00f3litos. \u201c\u00c9 uma abordagem diferente, que nos permite utilizar v\u00e1rios filtros at\u00e9 chegar a um candidato interessante para ser estudado\u201d, conta.<\/p>\n

Com isso, os pesquisadores t\u00eam mostrado que os fungos do g\u00eanero Trichoderma apresentam grande potencial para a produ\u00e7\u00e3o de enzimas ativas por carboidratos (CAZYmes), incluindo membros de fam\u00edlias de glicos\u00eddeo hidrolases (GH).<\/p>\n

Souza ressalta que quase todas as enzimas utilizadas no Brasil para a degrada\u00e7\u00e3o de biomassa s\u00e3o importadas e desenvolvidas para o uso de pa\u00edses do Norte global. \u201cA prospec\u00e7\u00e3o de enzimas da biodiversidade nacional traz in\u00fameras vantagens, n\u00e3o s\u00f3 pela redu\u00e7\u00e3o dos custos como tamb\u00e9m em ganhos de efici\u00eancia na produ\u00e7\u00e3o de etanol. \u00c9 mais prov\u00e1vel que um fungo da Amaz\u00f4nia esteja mais adaptado para degradar celulose de biomassa em um contexto como o nosso\u201d, explica Souza \u00e0 Ag\u00eancia FAPESP.<\/p>\n

Produ\u00e7\u00e3o em s\u00e9rie<\/p>\n

Para descobrir a nova enzima, os pesquisadores utilizaram diferentes linhagens do fungo, sequenciaram seu transcriptoma (conjunto de mol\u00e9culas de RNA expressas em um tecido) e realizaram anota\u00e7\u00f5es funcionais. Com a sequ\u00eancia e t\u00e9cnicas de biotecnologia foi poss\u00edvel produzir as enzimas a partir de bact\u00e9rias Escherichia coli.<\/p>\n

Motta explica que as enzimas pertencentes \u00e0 fam\u00edlia GH54 foram pouco estudadas e exploradas. \u201cO trabalho de caracteriza\u00e7\u00e3o dessa enzima revelou uma s\u00e9rie de qualidades f\u00edsico-qu\u00edmicas interessantes para a ind\u00fastria que n\u00e3o eram conhecidas at\u00e9 ent\u00e3o para essa fam\u00edlia de enzimas. Isso sugere que as demais mol\u00e9culas dessa fam\u00edlia ainda pouco conhecidas tamb\u00e9m possam apresentar caracter\u00edsticas semelhantes \u00e0s que encontramos\u201d, diz Motta.<\/p>\n

Entre as caracter\u00edsticas encontradas est\u00e1 a capacidade de quebrar a\u00e7\u00facares presentes nas cadeias laterais da hemicelulose, polissacar\u00eddeo complexo formado por v\u00e1rios a\u00e7\u00facares e outros componentes que est\u00e3o presentes no baga\u00e7o e na palha da cana-de-a\u00e7\u00facar. \u201cEssa enzima produzida de maneira mais r\u00e1pida e barata em laborat\u00f3rio, por meio da E. coli, apresentou atividade em diferentes tipos de a\u00e7\u00facares [galactopironos\u00eddeo, arabinopironos\u00eddeo e fucopironos\u00eddeo] que est\u00e3o presentes nas cadeias laterais envolvendo a parte central da hemicelulose. Isso mostra que um coquetel enzim\u00e1tico composto por diferentes tipos de enzimas, principalmente as que atuam na remo\u00e7\u00e3o dessas cadeias laterais, poderia melhorar a efici\u00eancia da convers\u00e3o da hemicelulose e, consequentemente, dos res\u00edduos de cana-de-a\u00e7\u00facar em etanol de segunda gera\u00e7\u00e3o\u201d, diz Motta.<\/p>\n

Isso porque, como ressalta a pesquisadora, as enzimas que atuam na cadeia principal da hemicelulose, como as beta-xilanases e as endo-beta-xilanases, s\u00f3 conseguem ter acesso a ela se as cadeias laterais j\u00e1 tiverem sido removidas. \u201cNo caso da produ\u00e7\u00e3o de etanol, essa nova enzima poder\u00e1 auxiliar na melhor convers\u00e3o da hemicelulose em glicose dispon\u00edvel para a fermenta\u00e7\u00e3o, o que a torna muito interessante comercialmente\u201d, pontua.<\/p>\n

Al\u00e9m de apresentar atividade em diferentes substratos, a nova enzima tem uma s\u00e9rie de qualidades bioqu\u00edmicas que a tornam conveniente para o uso em processos industriais. \u201cEla atua em uma ampla faixa de pH [de 5 a 9] e de temperatura [40\u00b0C a 65\u00b0C] e, mesmo assim, a atividade relativa permanece acima dos 50%. Isso \u00e9 interessante porque diversos processos industriais como a fermenta\u00e7\u00e3o usada para a produ\u00e7\u00e3o de etanol, por exemplo, ocorrem sob varia\u00e7\u00e3o de pH e temperatura\u201d, conta.<\/p>\n

Outra caracter\u00edstica interessante \u00e9 a necessidade de a enzima ter uma mol\u00e9cula de \u00edons met\u00e1licos para que a atividade catal\u00edtica seja mantida (metaldepend\u00eancia). \u201cVerificamos que os \u00edons de magn\u00e9sio foram os que mais influenciaram na atividade da enzima e uma hip\u00f3tese para isso \u00e9 que eles ajudam a manter est\u00e1vel a conforma\u00e7\u00e3o do s\u00edtio catal\u00edtico da enzima\u201d, explica Motta.<\/p>\n

O artigo A novel fungal metal-dependent \u03b1-L-arabinofuranosidase of family 54 glycoside hydrolase shows expanded substrate specificity (doi: 10.1038\/s41598-021-90490-2), de Maria Lorenza Leal Motta, Jaire Alves Ferreira Filho, Ricardo Rodrigues de Melo, Leticia Maria Zanphorlin, Clelton Aparecido dos Santos e Anete Pereira de Souza, pode ser lido em www.nature.com\/articles\/s41598-021-90490-2.<\/p>\n

O artigo Integrative genomic analysis of the bioprospection of regulators and accessory enzymes associated with cellulose degradation in a filamentous fungus (Trichoderma harzianum) (doi: 10.1186\/s12864-020-07158-w), de Jaire A. Ferreira Filho, Maria Augusta C. Horta, Clelton A. dos Santos, Deborah A. Almeida, Nat\u00e1lia F. Murad, Juliano S. Mendes, Danilo A. Sfor\u00e7a, Claudio Ben\u00edcio C. Silva, Aline Crucello e Anete P. de Souza, pode ser lido em https:\/\/bmcgenomics.biomedcentral.com\/articles\/10.1186\/s12864-020-07158-w.<\/p>\n

O artigo The synergistic actions of hydrolytic genes reveal the mechanism of Trichoderma harzianum for cellulose degradation (doi: 10.1016\/j.jbiotec.2021.05.001), de D\u00e9borah Aires Almeida, Maria Augusta Crivelente Horta, Jaire Alves Ferreira Filho, Nat\u00e1lia Faraj Murada e Anete Pereira de Souza, pode ser lido em www.sciencedirect.com\/science\/article\/pii\/S0168165621001243?.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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