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Estudos estruturais e funcionais de enzimas que participam na síntese e degradação de carboidratos complexos

Processo: 15/13684-0
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Temático
Vigência: 01 de março de 2017 - 28 de fevereiro de 2023
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
Pesquisador responsável:Igor Polikarpov
Beneficiário:Igor Polikarpov
Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Pesquisadores principais:
Francisco Eduardo Gontijo Guimaraes
Pesquisadores associados:Alessandro Silva Nascimento ; Camila Alves de Rezende ; Eduardo Ribeiro de Azevedo ; Marcos Silveira Buckeridge ; Munir Salomao Skaf
Auxílios(s) vinculado(s):18/22300-0 - Aumento da oxidação enzimática de lignocelulose através de atividades sinérgicas usando luz e LPMOs, AP.R SPRINT
Bolsa(s) vinculada(s):21/13009-2 - Estudos estruturais e funcionais de enzimas que participam na sintese e degradação de carboidratos complexos, BP.PD
20/15588-7 - Estudos estruturais e funcionais de enzimas que participam na síntese e degradação de carboidratos complexos, BP.TT
19/19360-3 - Hidrogéis nanocompósitos inspirados na parede celular vegetal para aplicações biomédicas, BP.DR
 + mais bolsas vinculadas 19/21116-3 - Estudos estruturais e funcionais de enzimas que participam na síntese e degradação de carboidratos complexos, BP.TT
18/24705-7 - Estudos estruturais e funcionais de enzimas que participam na sintese e degradação de carboidratos complexos, BP.PD
19/10942-0 - Produção heteróloga e caracterização da xilanases de famílias GH10 e GH11 e avaliação das suas aplicações na degradação de xilano e obtenção de xilooligossacarídeos a partir da biomassa lignocelulósica, BP.IC
18/00082-0 - Estudos estruturais e bioquímicos de enzimas envolvidas na degradação de glucuroarabinoxilano (GAX), BP.IC
18/02028-3 - Estudos estruturais e funcionais de enzimas que participam na síntese e degradação de carboidratos complexos, BP.TT
17/20706-6 - Estudos estruturais e funcionais de enzimas que participam na síntese e degradação de carboidratos complexos, BP.TT - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Cristalografia de proteínas  Hidrolases  Glicosídeos  Hidrólise  Parede celular vegetal  Biocombustíveis 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:carboidratos complexos | Cristalografia de Proteínas | Hidrolases e Transferases de glicosídeos | Hidrolise de parede celular vegetal | Síntese de parede celular vegetal | Biologia Molecular Estrutural

Resumo

Os carboidratos, como mono- e oligossacarídeos, polissacarídeos e glicoconjugados, desempenham papéis extremamente importantes em todas as formas de vida, participando em interações patógeno-hospedeiro, transdução de sinais, inflamação, tráfego intracelular e diferenciação. Além disso, os carboidratos correspondem a cerca de três quartos da biomassa renovável das plantas (~135 bilhões de toneladas/ano) cujas paredes celulares e açúcares de reserva representam uma fonte renovável de energia e materiais "verdes". Entretanto, a diversidade dos carboidratos e a complexidade da parede celular vegetal tornam a disponibilização enzimática de açúcares simples para produção de biocombustíveis e produtos químicos "verdes" uma tarefa difícil. A nossa atual compreensão de síntese e degradação enzimática de carboidratos complexos no contexto de parede celular está no mínimo incompleta. Estima-se que atualmente menos de 3,8% de enzimas e proteínas auxiliares envolvidas na síntese e degradação de carboidratos estão caracterizadas bioquimicamente e menos de 0,42% estão caracterizadas estruturalmente (Lombard et al., Nucl. Acids Res. (2014) 42: D490-D495). Portanto, neste projeto propomos um estudo estrutural e funcional das enzimas com potencial de depolimerização e síntese de polissacarídeos, visando uma melhor compreensão da sua especificidade e dos mecanismos de ação no contexto da parede celular e sobre carboidratos isolados. Os resultados deste estudo vão trazer conhecimentos básicos em relação da ação enzimática sobre biopolímeros e podem ser importantes para aplicações biotecnológicas como a hidrólise enzimática de materiais lignocelulósicos e transformação de carboidratos em compostos químicos "verdes" e biocombustíveis, entre outras. (AU)

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(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
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SEIKI KADOWAKI, MARCO ANTONIO; RABELO HIGASI, PAULA MIWA; DE GODOY, MARIANA ORTIZ; DE ARAUJO, EVANDRO ARES; GODOY, ANDRE SCHUTZER; PRADE, ROLF ALEXANDER; POLIKARPOV, IGOR. Enzymatic versatility and thermostability of a new aryl-alcohol oxidase from Thermothelomyces thermophilus M77. BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-GENERAL SUBJECTS, v. 1864, n. 10, . (15/13684-0, 11/20505-4)
HANS, MEENU; PELLEGRINI, VANESSA O. A.; FILGUEIRAS, JEFFERSON G.; DE AZEVEDO, EDUARDO R.; GUIMARAES, FRANCISCO E. C.; CHANDEL, ANUJ KUMAR; POLIKARPOV, IGOR; CHADHA, BHUPINDER SINGH; KUMAR, SACHIN. Optimization of Dilute Acid Pretreatment for Enhanced Release of Fermentable Sugars from Sugarcane Bagasse and Validation by Biophysical Characterization. BioEnergy Research, v. N/A, p. 19-pg., . (15/13684-0)
BESSER, KATRIN; MALYON, GRAHAM P.; EBORALL, WILLIAM S.; DA CUNHA, GIOVANNI PARO; FILGUEIRAS, JEFFERSON G.; DOWLE, ADAM; GARCIA, LOURDES CRUZ; PAGE, SAMUEL J.; DUPREE, RAY; KERN, MARCELO; et al. Hemocyanin facilitates lignocellulose digestion by wood-boring marine crustaceans. NATURE COMMUNICATIONS, v. 9, . (15/13684-0, 17/24465-3)
KADOWAKI, MARCO A. S.; BRIGANTI, LORENZO; EVANGELISTA, DANILO E.; ECHEVARRIA-POZA, ALBERTO; TRYFONA, THEODORA; PELLEGRINI, VANESSA O. A.; NAKAYAMA, DARLAN G.; DUPREE, PAUL; POLIKARPOV, IGOR. Unlocking the structural features for the xylobiohydrolase activity of an unusual GH11 member identified in a compost-derived consortium. Biotechnology and Bioengineering, v. 118, n. 10, . (15/13684-0)
KANE, AISSATA OUSMANE; PELLERGINI, VANESSA O. ARNOLDI; ESPIRITO SANTO, MELISSA C.; NGOM, BALLA DIOP; GARCIA, JOSE M.; ACEVEDO, ALBERTO; ERAZZU, LUIS E.; POLIKARPOV, IGOR. valuating the Potential of Culms from Sugarcane and Energy Cane Varieties Grown in Argentina for Second-Generation Ethanol Productio. WASTE AND BIOMASS VALORIZATION, v. 13, n. 1, SI, . (15/13684-0)
DO ESPIRITO SANTO, MELISSA CRISTINA; CARDOSO, ELIANO BRITO; GONTIJO GUIMARAES, FRANCISCO EDUARDO; DEAZEVEDO, EDUARDO RIBEIRO; DA CUNHA, GIOVANNI PARO; NOVOTNY, ETELVINO HENRIQUE; ARNOLDI PELLEGRINI, VANESSA DE OLIVEIRA; CHANDEL, ANUJ KUMAR; LUCIANO SILVEIRA, MARCOS HENRIQUE; POLIKARPOV, IGOR. Multifaceted characterization of sugarcane bagasse under different steam explosion severity conditions leading to distinct enzymatic hydrolysis yields. INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 139, . (15/13684-0)
ARNOLDI PELLEGRINI, VANESSA DE OLIVEIRA; VEIGA SEPULCHRO, ANA GABRIELA; POLIKARPOV, IGOR. Enzymes for lignocellulosic biomass polysaccharide valorization and production of nanomaterials. CURRENT OPINION IN GREEN AND SUSTAINABLE CHEMISTRY, v. 26, . (15/13684-0)
HANS, MEENU; KUMAR, SACHIN; CHANDEL, ANUJ KUMAR; POLIKARPOV, IGOR. A review on bioprocessing of paddy straw to ethanol using simultaneous saccharification and fermentation. Process Biochemistry, v. 85, p. 125-134, . (15/13684-0)
SEPULCHRO, V, ANA GABRIELA; PELLEGRINI, VANESSA O. A.; DIAS, LUCAS D.; KADOWAKI, MARCO A. S.; CANNELLA, DAVID; POLIKARPOV, IGOR. Combining pieces: a thorough analysis of light activation boosting power and co-substrate preferences for the catalytic efficiency of lytic polysaccharide monooxygenase MtLPMO9A. BIOFUEL RESEARCH JOURNAL-BRJ, v. 8, n. 3, p. 1454-1464, . (18/22300-0, 15/13684-0, 19/13569-8)
ESPIRITO SANTO, MELISSA C.; KANE, AISSATA OUSMANE; PELLEGRINI, VANESSA O. A.; THEMA, FORCE TEFO; GARCIA, JOSE M.; ACEVEDO, ALBERTO; ERAZZU, LUIS E.; GUIMARAES, FRANCISCO E. G.; DEAZEVEDO, EDUARDO R.; POLIKARPOV, IGOR. Leaves from four different sugarcane varieties as potential renewable feedstocks for second-generation ethanol production: Pretreatments, chemical composition, physical structure, and enzymatic hydrolysis yields. BIOCATALYSIS AND AGRICULTURAL BIOTECHNOLOGY, v. 45, p. 13-pg., . (15/13684-0)
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BERTO, GABRIELA LEILA; VELASCO, JOSMAN; CABOS RIBEIRO, CAIO TASSO; ZANPHORLIN, LETICIA MARIA; DOMINGUES, MARIANE NORONHA; MURAKAMI, MARIO TYAGO; POLIKARPOV, IGOR; DE OLIVEIRA, LEANDRO CRISTANTE; FERRAZ, ANDRE; SEGATO, FERNANDO. Functional characterization and comparative analysis of two heterologous endoglucanases from diverging subfamilies of glycosyl hydrolase family 45. Enzyme and Microbial Technology, v. 120, p. 23-35, . (14/06923-6, 14/18714-2, 15/13684-0, 15/26982-0)
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