Caracterização bioquímica e funcional de β-glicosidases recombinantes da família 3 do CAZy de Thermothelomyces thermophilus (TthBgl3)

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Saraiva, Ana Luiza da Rocha Fortes
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Aspergillus nidulans; ?-glicosidases fúngicas; Biocombustíveis; Biofuels; Fungal ?-glucosidases; Glicosídeo hidrolase 3; Glycoside hydrolase 3; Sacarificação; Saccharification
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97140/tde-20082025-135801/

A biomassa lignocelulósica proveniente da cana-de-açúcar constitui uma fonte promissora para a produção de biocombustíveis, como o etanol de segunda geração (E2G). Nesse processo, as -glicosidases (BGLs) desempenham um papel essencial na etapa final da sacarificação da celulose, convertendo os celo-oligossacarídeos liberados pela ação das celulases em glicose, a qual segue para a fermentação. A eficiência dessa sacarificação depende da ação sinérgica entre as enzimas do complexo celulolítico. Entre essas enzimas, as BGLs fúngicas das famílias de glicosídeo hidrolase 1 e 3 (GH1 e GH3) despertam especial interesse industrial por reduzirem a inibição das celulases a montante - causada pelo acúmulo de celobiose, subproduto da reação. No entanto, a maioria das BGLs fúngicas já caracterizadas apresentam baixa tolerância à glicose, além de limitações em estabilidade e sinergia com as celulases presentes nos coquetéis enzimáticos. Diante desse cenário, a busca por novas BGLs estáveis - capazes de atuar eficientemente nas condições de sacarificação da biomassa lignocelulósica e com maior eficiência na conversão de açúcares - tornou-se um objetivo fundamental para o avanço das biorrefinarias. O fungo termofílico Thermothelomyces thermophilus destaca-se por produzir celulases com alta atividade específica e termoestabilidade superior, além de abrigar um número expressivo de genes que codificam BGLs da família GH3. Assim, este trabalho avalia a viabilidade de produção de BGLs recombinantes do fungo T. thermophilus (TthBgls3), bem como sua caracterização bioquímica e estrutural. A maquinaria de expressão em A. nidulans utilizada neste estudo para produção heteróloga de duas TthBgls3, contribuiu para melhoria de suas propriedades físico-químicas e funcionais. Ambas as variantes do TthBgl3 exibiram alta termoestabilidade, retendo até 80% de sua atividade por 160 horas TthBgl3A em pH 5,0 e 55 °C, e TthBgl3C em pH 5,5 e 50 °C. Também foi observada alta atividade das duas enzimas em substratos celo-oligossacarídeos com maiores graus de polimerização (DP), destacando seu potencial biotecnológico para conversão de biomassa lignocelulósica. A suplementação do coquetel enzimático comercial Celluclast com as duas TthBgl3s para a conversão do bagaço de cana-de-açúcar pré-tratado resultou na hidrólise de 44% e 48% da celulose presente na biomassa, levando a incrementos de 71% e 85% no rendimento de glicose para TthBgl3A e TthBgl3C, respectivamente. Além disso, a alta estabilidade e atividade catalítica das duas enzimas em condições salinas, destaca seu potencial halofilico como fonte alternativa promissora para aplicação em biorrefinarias baseadas em água do mar.