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

Processo: 15/13684-0
Linha de fomento: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
Pesq. 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 

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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Publicações científicas (52)
(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)
VACILOTTO, MILENA MOREIRA; ARNOLDI PELLEGRINI, VANESSA O.; VEIGA SEPULCHRO, ANA GABRIELA; DE MELLO CAPETTI, CAIO C.; CURVELO, ANTONIO APRIGIO S.; MARCONDES, WILIAN FIORELI; ARANTES, VALDEIR; POLIKARPOV, IGOR. Paludibacter propionicigenes GH10 xylanase as a tool for enzymatic xylooligosaccharides production from heteroxylans. Carbohydrate Polymers, v. 275, JAN 1 2022. Citações Web of Science: 0.
NETO, MARIO DE OLIVEIRA; FERNANDES, ADRIANO DE FREITAS; PIIADOV, VASSILI; CRAIEVICH, ALDO FELIX; DE ARAUJO, EVANDRO ARES; POLIKARPOV, IGOR. SAXSMoW 3.0: New advances in the determination of the molecular weight of proteins in dilute solutions from SAXS intensity data on a relative scale. Protein Science, v. 31, n. 1, SI NOV 2021. Citações Web of Science: 0.
PELLEGRINI, VANESSA DE OLIVEIRA ARNOLDI; RATTI, REGIANE PRISCILA; FILGUEIRAS, JEFFERSON GONCALVES; FALVO, MAURICIO; CORAL, MARISA APARECIDA LIMA; GUIMARAES, FRANCISCO EDUARDO GONTIJO; DEAZEVEDO, EDUARDO RIBEIRO; POLIKARPOV, IGOR. Differences in chemical composition and physical properties caused by industrial storage on sugarcane bagasse result in its efficient enzymatic hydrolysis. SUSTAINABLE ENERGY & FUELS, v. 6, n. 2 NOV 2021. Citações Web of Science: 0.
CAPETTI, CAIO CESAR DE MELLO; VACILOTTO, MILENA MOREIRA; DABUL, ANDREI NICOLI GEBIELUCA; SEPULCHRO, ANA GABRIELA VEIGA; PELLEGRINI, VANESSA OLIVEIRA ARNOLDI; POLIKARPOV, IGOR. Recent advances in the enzymatic production and applications of xylooligosaccharides. WORLD JOURNAL OF MICROBIOLOGY & BIOTECHNOLOGY, v. 37, n. 10 OCT 2021. Citações Web of Science: 0.
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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 JUL 2021. Citações Web of Science: 1.
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VELASCO, JOSMAN; PELLEGRINI, VANESSA DE OLIVEIRA ARNOLDI; SEPULCHRO, ANA GABRIELA VEIGA; KADOWAKI, MARCO ANTONIO SEIKI; SANTO, MELISSA CRISTINA ESPIRITO; POLIKARPOV, IGOR; SEGATO, FERNANDO. Comparative analysis of two recombinant LPMOs from Aspergillus fumigatus and their effects on sugarcane bagasse saccharification. Enzyme and Microbial Technology, v. 144, MAR 2021. Citações Web of Science: 1.
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