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Otimização da produção de celo-oligossacarídeos a partir da hidrólise enzimática da palha da cana-de-açúcar via expressão heteróloga de enzimas celulolíticas e oxidativas

Processo: 17/16159-0
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de janeiro de 2018
Vigência (Término): 31 de outubro de 2020
Área do conhecimento:Ciências Agrárias - Ciência e Tecnologia de Alimentos - Engenharia de Alimentos
Pesquisador responsável:Rosana Goldbeck Coelho
Beneficiário:Fernando César Barbosa
Instituição Sede: Faculdade de Engenharia de Alimentos (FEA). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:15/50612-8 - An integrated approach to explore a novel paradigm for biofuel production from lignocellulosic feedstocks, AP.TEM
Bolsa(s) vinculada(s):19/02214-4 - Engenharia e otimização de sistemas de expressão de proteínas intrinsecamente desordenadas, BE.EP.DD
Assunto(s):Bioprocessos   Hidrólise enzimática   Oligossacarídeos   Cana-de-açúcar   Palhas   Bioetanol   Enzimas celulolíticas   Enzimas oxirredutoras
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:bioethanol | Cello-oligosaccharides | cellulolytic and oxidative enzymes | Heterologous expression | Optmization | Sugarcane straw | Engenharia de Bioprocessos

Resumo

O bioetanol tem sido considerado a principal alternativa à crescente demanda mundial por combustível uma vez que é capaz de reduzir os impactos ambientais causados por combustíveis não renováveis, como o aumento da poluição e o aquecimento global. Com base nisso, a palha da cana-de-açúcar representa uma fonte potencial de biomassa lignocelulósica para a produção de bioetanol de segunda geração, pois pode representar mais de 25% de todo o etanol produzido no Brasil por ano. Além disso, a conversão enzimática da biomassa lignocelulósica em celo-oligosacarídeos em vez de sacarídeos é um campo ainda pouco pesquisado. Essa nova abordagem pode ser uma alternativa interessante à transformação tradicional da biomassa na glicose, dado suas vantagens, como baixos índices de contaminantes de processo, tempo de fermentação total mais curto, maior afinidade de ligação aos substratos celulósicos e inibição limitada do processo por alta concentração de glicose. Com esta premissa, este projeto tem como objetivo principal otimizar a produção de celo-oligossacarídeos por hidrólise enzimática de palha de cana-de-açúcar pré-tratada através de expressão heteróloga de enzimas celulolíticas e oxidativas. Para isso, este projeto também visa identificar as principais enzimas (celulolíticas e oxidativas) necessárias para a degradação da palha pré-tratada (celolignina) nos celo-oligossacarídeos; selecionar os seus genes de interesse, clonar e expressar os mesmos em E. coli, bem como purificar e testar a atividade e entender a função de novos candidatos enzimáticos com atividades-chave. Além disso, será realizada uma otimização da produção de celo-oligossacarídeos através de delineamento experimentais de misturas de enzimas chave. Finalmente, esperamos obter um caldo hidrolisado rico em celo-oligossacarídeos para posterior fermentação por Geobaccillus. (AU)

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Publicações científicas
(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)
BARBOSA, FERNANDO CESAR; KENDRICK, EMANUELE; BRENELLI, LIVIA BEATRIZ; ARRUDA, HENRIQUE SILVANO; PASTORE, GLAUCIA MARIA; RABELO, SARITA CANDIDA; DAMASIO, ANDRE; FRANCO, TELMA TEIXEIRA; LEAK, DAVID; GOLDBECK, ROSANA. Optimization of cello-oligosaccharides production by enzymatic hydrolysis of hydrothermally pretreated sugarcane straw using cellulolytic and oxidative enzymes. BIOMASS & BIOENERGY, v. 141, . (17/16159-0, 17/22669-0, 15/50612-8, 19/08542-3)
BARBOSA, FERNANDO CESAR; SILVELLO, MARIA AUGUSTA; GOLDBECK, ROSANA. Cellulase and oxidative enzymes: new approaches, challenges and perspectives on cellulose degradation for bioethanol production. Biotechnology Letters, v. 42, n. 6, p. 875-884, . (18/20787-9, 19/08542-3, 17/16159-0)
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
BARBOSA, Fernando César. Optimization of cello-oligosaccharides production by enzymatic hydrolysis of pretreated sugarcane straw using cellulolytic and oxidative enzymes. 2020. Tese de Doutorado - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia de Alimentos Campinas, SP.

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Patente(s) depositada(s) como resultado deste projeto de pesquisa

PROCESSO PARA OBTENÇÃO DE CELO-OLIGOSSACARÍDEOS A PARTIR DE MATERIAL LIGNOCELULÓSICO BR1020200254499 - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) . Fernando César Barbosa ; Rosana Goldbeck ; Telma Teixeira Franco - 11 de dezembro de 2020