Pesquisa e Inovação: LuciSTARÇ sistema de bioluminescência para Ambientes químicos Complexos
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LuciSTARÇ sistema de bioluminescência para Ambientes químicos Complexos

Processo: 22/13678-4
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
Área do conhecimento:Interdisciplinar
Acordo de Cooperação: SEBRAE-SP
Pesquisador responsável:Mona das Neves Oliveira
Beneficiário:Mona das Neves Oliveira
Empresa:Biolinker Biologia Sintética Eireli
CNAE: Pesquisa e desenvolvimento experimental em ciências físicas e naturais
Município: Cotia
Bolsa(s) vinculada(s):23/08580-8 - LuciSTARÇ Sistema de Bioluminescência para Ambientes Químicos Complexos, BP.TT
Assunto(s):Engenharia de proteínas  Biologia sintética  Bioluminescência  Bioprocessos  Luciferases 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:bioluminescência | bioprocessos | engenharia de proteínas | luciferase | Biologia Sintetica

Resumo

O escopo deste trabalho é a validação técnica de uma formulação enzimática que estabilize a LuciStar, enzima desenvolvida pela BIOLINKER em produtos da Linha AMBEV. A proposta da Biolinker consiste em submeter uma luciferase a evolução dirigida a fim de que essa seja funcional sob as seguintes condições: pH 2,5-4,5; temperatura 3-5 °C; presença de 4-8% de álcool. Essas se aproximam dos ambientes encontrados na linha de produtos alvo. A proposta é justificável tanto do ponto de vista comercial-financeiro como científico. O primeiro se dá devido ao impacto que a luminescência pode conferir ao produto, destacando marcas que aplicam tal tecnologia. A Biolinker, a desenvolvedora do produto atual, através de programa de aceleração com AMBEV encontrou essa demanda do parceiro que busca co-criar produtos com novas experiências para o usuário. Do ponto de vista científico, esse projeto visa o aperfeiçoamento de proteínas para serem aplicados em produtos de linha alimentícia, bem como geraria uma luciferase mais estável que poderia ser usada em pesquisas e diagnósticos sob as condições descritas onde a enzima selvagem é pouco ativa. Essa proposta se trata da continuidade de um projeto previamente financiado pela Ambev. Executamos no primeiro momento uma validação técnica com as enzimas do nosso portifólio, identificando quais seriam os melhores candidatos para a proposta de uso e verificando a viabilidade e limitações de usos. As luciferases utilizam diferentes substratos e dão origem a luz com cores distintas. Foi feita uma triagem das diferentes luciferases e como a atratibilidade é fator-chave nesse projeto, foi escolhida aquela que deu origem à luz de cor e intensidade mais interessante do ponto de vista comercial em lisado celular tamponado. Nesse caso foi a luciferase ngluz do fungo brasileiro Neonotophanus gardneri (N. gardneri) que produz uma luz intensa de coloração verde. Tendo determinado a luciferase alvo, foi desenvolvido um protocolo de expressão e purificação em S. cerevisae. Até onde sabemos fomos os primeiros a alcançar isso. Foi possível obter um grau de pureza de aproximadamente 65% com um passo de purificação por cromatografia de interação hidrofóbica. Trabalhos anteriores aos nossos foram feitos a partir de lisado celular ou de extrato natural de N.gardneri. No entanto, com esse protocolo obtivemos somente 1mg de ngLuz por litro de meio de cultura. Esse rendimento está muito abaixo do esperado. Calculamos o preço de produção, que incluireagentes, meios de cultura e salário de pesquisadores, em 5000,00 R$ por mg de proteína produzida. A presente proposta visa realizar uma validação técnica mais robusta, estudando um protocolo mais eficiente de expressão e purificação em E. coli que diminua os custos de produção para aproximadamente 2,0. R$ por mg de proteína. Para avançarmos com o projeto é de extrema importância que o sistema de bioluminescência não encarecer demasiadamente o produto final. Usando ngLuz purificada foram feitos ensaios de atividade enzimática da luciferase por avaliação visualde emissão de luz. Resultados prévios da atividade enzimática foram conduzidos em diferentes ambientes. A mais eficiente catálise foi observada no produto 2 enquanto em outros ambientes a reação de emissão de luz foi extremamente baixa. Por exemplo, no produto 4 a enzima praticamente não demonstrou nenhuma atividade. A grau de comparação, em meio tamponado com pH neutro a geração de luz ficou na casa de 30000000 RLU, enquanto no produto 2 de maior luminescência, esse foi de apenas 400000 RLU, ou seja 100 vezes menor. À luz desses resultados concluímos que para a enzima ser usada em uma faixa ampla de produtos e conferir um efeito visual mais impactante por emissão de uma quantidade maior de fótons, parâmetros catalíticos dessa magnitude necessitam de uma adaptação ao meio desejado. Resumidamente, buscamos nessa chamada, apoio para otimizar essa formulação e tornar possível aplicação comercial no linha de produção. (AU)

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