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Estudos do modo de ação de duas mono-oxigenases líticas de polissacarídeos de inseto (ordem isoptera): estrutura molecular, química bioinorgânica e aplicações biotecnológicas

Processo: 17/17275-3
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de dezembro de 2017 - 31 de maio de 2020
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
Pesquisador responsável:Wanius José Garcia da Silva
Beneficiário:Wanius José Garcia da Silva
Instituição-sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
Assunto(s):Química bioinorgânica  Metaloenzimas 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Aplicações biotecnológicas | cupim Coptotermes gestroi | mecanismos oxidativos | Metaloenzimas | mono-oxigenases líticas de polissacarídeos (LPMOs) | química bioinorgânica | Estrutura e função de proteína

Resumo

As mono-oxigenases líticas de polissacarídeos (LPMOs) compõem uma nova classe de metaloenzimas oxidativas dependentes de cobre envolvidas na biodegradação de polissacarídeos recalcitrantes, como a celulose, via mecanismos oxidativos. Esta classe de metaloenzimas foi identificada e caracterizada apenas nos últimos dez anos e têm atraído o interesse de pesquisadores devido ao seu grande potencial de aplicações biotecnológicas, principalmente na área de conversão de polissacarídeos estruturais em bioenergia e bioprodutos. LPMOs podem incrementar a eficiência de um coquetel lignocelulolítico comercial em até 40%. Neste contexto, estas metaloenzimas tornaram-se uma peça chave promissora com potencial para finalmente tornar a conversão enzimática da biomassa lignocelulósica em um processo industrial economicamente viável. Neste projeto de pesquisa, nos propomos estudar o modo de ação de duas LPMOs de inseto da ordem isoptera. As duas enzimas recombinantes serão produzidas em E. coli e purificadas por métodos cromatográficos. As atividades enzimáticas das enzimas purificadas serão estudadas variando-se os substratos, condições físico-químicas do meio e a natureza dos íons metálicos. A termodinâmica de interação com íons metálicos será estudada por técnicas espectroscópicas e calorimetria de titulação isotérmica. As estruturas das enzimas serão estudadas por técnicas espectroscópicas, espalhamento de raios X a baixos ângulos e cristalografia de proteínas. Os resultados oriundos deste projeto de pesquisa permitirão uma melhor compreensão do modo de ação das LPMOs de inseto e do papel de íons metálicos no mecanismo catalítico dessas enzimas. Além disso, essas enzimas podem ser empregadas como suplementos em coquetéis celulolíticos comerciais. (AU)

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Publicações científicas (13)
(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)
SODRE, VICTORIA; ARAUJO, JUSCEMACIA NASCIMENTO; GONCALVES, THIAGO AUGUSTO; VILELA, NATHALIA; KIMUS BRAZ, ANTONIO SERGIO; FRANCO, TELMA TEIXEIRA; NETO, MARIO DE OLIVEIRA; DE LIMA DAMASIO, ANDRE RICARDO; GARCIA, WANIUS; SQUINA, FABIO MARCIO. An alkaline active feruloyl-CoA synthetase from soil metagenome as a potential key enzyme for lignin valorization strategies. PLoS One, v. 14, n. 2, . (17/16089-1, 17/17275-3, 15/50612-8, 17/08166-6, 17/05901-7, 17/22669-0, 15/50590-4, 18/18101-1, 17/16976-8)
DE ALCANTARA, NAYRA RODRIGUES; DE OLIVEIRA, FABIO MUNIZ; GARCIA, WANIUS; LEITAO DOS SANTOS, OTAVIO AUGUSTO; JUNQUEIRA-KIPNIS, ANA PAULA; KIPNIS, ANDRE. Dps protein is related to resistance of Mycobacterium abscessus subsp. massiliense against stressful conditions. Applied Microbiology and Biotechnology, v. 104, n. 11, . (17/17275-3)
MERA, ALAIN; THEODORO DE LIMA, MARIANA ZULIANI; BERNARDES, AMANDA; GARCIA, WANIUS; CARVALHO MUNIZ, JOAO RENATO. Low-resolution structure, oligomerization and its role on the enzymatic activity of a sucrose-6-phosphate hydrolase from Bacillus licheniformis. Amino Acids, v. 51, n. 4, p. 599-610, . (17/17275-3, 17/16291-5)
CRUZ, GEOMAR F.; TOFANELLO, ARYANE; ARAUJO, JUSCEMACIA N.; NANTES-CARDOSO, ISELI L.; FERREIRA, FABIO F.; GARCIA, WANIUS. Fast One-Pot Photosynthesis of Plasmonic Protein-Coated Silver/Silver Bromide Nanoparticles with Efficient Photocatalytic Performance. Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials, v. 28, n. 5, p. 2056-2062, . (15/02897-3, 17/17275-3, 15/17688-0, 17/16976-8)
GARCIA, FELIPE BAENA; CABRAL, ALINE DINIZ; FUHLENDORF, MAX MARIO; DA CRUZ, GEOMAR FEITOSA; DOS SANTOS, JULIETE VITORINO; FERREIRA, GRAZIELE CRISTINA; CARNEIRO DE REZENDE, BERNARD ROBIN; SANTANA, CARLA MOREIRA; PUZER, LUCIANO; SASAKI, SERGIO DAISHI; et al. Functional and structural characterization of an ecotin-like serine protease inhibitor from Trypanosoma cruzi. International Journal of Biological Macromolecules, v. 151, p. 459-466, . (13/26096-4, 17/17275-3, 16/14514-4)
FRANCO CAIRO, JOAO PAULO L.; CANNELLA, DAVID; OLIVEIRA, LEANDRO C.; GONCALVES, THIAGO A.; RUBIO, MARCELO V.; TERRASAN, CESAR R. F.; TRAMONTINA, ROBSON; MOFATTO, LUCIANA S.; CARAZZOLLE, MARCELO F.; GARCIA, WANIUS; et al. On the roles of AA15 lytic polysaccharide monooxygenases derived from the termite Coptotermes gestroi. Journal of Inorganic Biochemistry, v. 216, . (17/17275-3, 16/09950-0, 15/50590-4, 17/11952-3, 15/50612-8, 17/22669-0, 17/16089-1)
DA SILVA, VIVIAM M.; CABRAL, ALINE D.; SPERANCA, MARCIA A.; SQUINA, FABIO M.; MUNIZ, JOAO RENATO C.; MARTIN, LYDIE; NICOLET, YVAIN; GARCIA, WANIUS. High-resolution structure of a modular hyperthermostable endo-beta-1,4-mannanase from Thermotoga petrophila: The ancillary immunoglobulin-like module is a thermostabilizing domain. BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-PROTEINS AND PROTEOMICS, v. 1868, n. 8, . (13/26096-4, 16/15836-5, 17/17275-3, 17/16291-5, 14/02065-5, 16/14514-4, 14/50897-0, 15/50590-4)
ARAUJO, JUSCEMACIA N.; TOFANELLO, ARYANE; SATO, JULIANA A. P.; CRUZ, LUCIANO S.; NANTES-CARDOSO, ISELI L.; FERREIRA, FABIO F.; BATISTA, BRUNO L.; GARCIA, WANIUS. Rapid Synthesis via Green Route of Plasmonic Protein-Coated Silver/Silver Chloride Nanoparticles with Controlled Contents of Metallic Silver and Application for Dye Remediation. Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials, v. 28, n. 6, p. 2812-2818, . (17/17275-3, 17/16976-8, 14/03682-8, 15/02897-3)
SANTOS, VALDENICE F.; ARAUJO, ANA C. J.; FREITAS, PRISCILLA R.; SILVA, ANA L. P.; SANTOS, ANA L. E.; DA ROCHA, BRUNO ANDERSON MATIAS; SILVA, ROMERIO R. S.; ALMEIDA, DNANE V.; GARCIA, WANIUS; COUTINHO, HENRIQUE D. M.; et al. Enhanced antibacterial activity of the gentamicin against multidrug-resistant strains when complexed with Canavalia ensiformis lectin. Microbial Pathogenesis, v. 152, . (17/17275-3, 18/13500-5)
DE LIMA, MARIANA Z. T.; DE ALMEIDA, LEONARDO R.; MERA, ALAIN M.; BERNARDES, AMANDA; GARCIA, WANIUS; MUNIZ, JOAO R. C.. Crystal Structure of a Sucrose-6-phosphate Hydrolase from Lactobacillus gasseri with Potential Applications in Fructan Production and the Food Industry. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 69, n. 35, p. 10223-10234, . (16/09152-6, 14/50897-0, 17/17275-3, 17/16291-5)
FERNANDES, DIOGENES G. DA S.; ANDRADE, VIVIANE BRITO; LUCENA, LETICIA NEVES; AMBROSIO, FELIPE NOGUEIRA; DE SOUZA, ANDRE L. M.; BATISTA, BRUNO L.; ROLIM, WALLACE ROSADO; SEABRA, AMEDEA BAROZZI; LOMBELLO, CHRISTIANE B.; DA SILVA, FERNANDA DIAS; et al. ytotoxicity and Antimicrobial Properties of Photosynthesized Silver Chloride Nanoparticles Using Plant Extract from Stryphnodendron adstringens (Martius) Covill. JOURNAL OF CLUSTER SCIENCE, v. 33, n. 2, . (18/08194-2, 17/17275-3)
BOMEDIANO CAMILLO, LIVIA DE MORAES; FERREIRA, GRAZIELE CRISTINA; ALVES DURAN, ADRIANA FELICIANO; SANTOS DA SILVA, FLAVIA RIBEIRO; GARCIA, WANIUS; SCOTT, ANA LIGIA; SASAKI, SERGIO DAISHI. Structural modelling and thermostability of a serine protease inhibitor belonging to the Kunitz-BPTI family from the Rhipicephalus microplus tick. Biochimie, v. 181, p. 226-233, . (11/07001-7, 17/19077-4, 18/11874-5, 17/17275-3)
TOFANELLO, ARYANE; ARAUJO, JUSCEMACIA N.; NANTES-CARDOSO, ISELI L.; FERREIRA, FABIO F.; SOUZA, JOSE A.; LIM, DAE-WOON; KITAGAWA, HIROSHI; GARCIA, WANIUS. Ultrafast fabrication of thermally stable protein-coated silver iodide nanoparticles for solid-state superionic conductors. COLLOIDS AND SURFACES B-BIOINTERFACES, v. 176, p. 47-54, . (17/16976-8, 17/17275-3)

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