Expressão heteróloga e caracterização de uma beta-glucanase identificada na saliva do inseto Pseudolicoriella hygida

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Lopes, Vítor Kunes
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: β-glucanases; Biomass saccharification; Biorefinery; Biorrefinaria; Etanol de segunda geração; Pseudolicoriella hygida; Sacarificação de biomassa; Second generation ethanol
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-02122024-165918/

A biorrefinaria é uma das vertentes da economia circular de base biológica, a qual visa a transformação de biomassa em produtos químicos de interesse industrial e em energia limpa. A utilização de enzimas ativas contra carboidratos (Carbohydrate Active Enzymes - CAZymes) na degradação de biomassa está ganhando destaque devido aos seus diversos benefícios e vantagens, e a busca de enzimas de várias fontes é uma área de pesquisa dinâmica e em expansão. Apesar de insetos apresentarem ampla distribuição geográfica, um grande número de espécies distribuídas em pelo menos 30 ordens e hábitos alimentares diversificados, as CAZymes de insetos são pouco exploradas. Um recente estudo -ômico do inseto Pseudolicoriella hygida identificou um conjunto de β-glucanases no genoma e no transcriptoma que estão presentes no proteoma da saliva das larvas. A presença destas enzimas na saliva de larvas foi posteriormente confirmada através de ensaios de atividade enzimática. Nesse contexto, os objetivos desse trabalho foram a expressão, purificação e caracterização bioquímica das CAZymes encontradas no genoma de Psl. hygida. Os cDNAs que codificam cinco enzimas foram extraídas e amplificadas com sucesso. As enzimas Bhyg_04913/pET-28a, Bhyg_13095/pET-28a e Bhyg_05920/pET-22b foram expressas com sucesso em sistema procariótico se utilizando de baixas temperaturas. A enzima Bhyg_05920/pET-22b, que possui um peso molecular aproximado de 42 kDa, foi purificada e caracterizada. Essa enzima se mostrou mais ativa em pH 8.0 e tampão Tris-HCl 50 mM, apresentando uma atividade de 4676 U.mg-1 . Além disso, apresentou atividade em condições ácidas e básicas, preservando 50% da atividade em pH 4.0 e 52% em pH 11.0. A temperatura ótima da enzima foi de 80 °C, apresentando ótima termotolerância, sendo capaz de manter 53% de atividade a 60 °C e 44% a 90 °C. Além disso, a análise estrutural comparativa identificou diferenças marcantes que explicam a atividade da enzima contra ligações β-1,4 glicosídicas, e a ausência de atividade contra ligações β-1,3 e ligações β-1,3/β-1,4. Os resultados obtidos sugerem bom potencial de aplicação no ramo industrial da biorrefinaria, sendo capaz de suportar altas temperaturas utilizadas no processamento de biomassa e também se mostrou ativa em uma ampla faixa de pH, sendo essa uma característica desejada para lidar com os problemas causados no prétratamento da matéria-prima, e também no processamento de biomassa.