Estudo do sistema de transporte e assimilação de L-arabinose e xilose pelas Aureobasidium leucospermi LB86, Candida oleophila G10.1, Issachenkia terricola G20 and Pichia guilliermondii G1.2

Resumo

A fermentação de pentoses é uma etapa essencial para melhorar o rendimento de produção de etanol e ácidos orgânicos a partir da degradação de biomassa vegetal. Em vista disso, muitos esforços têm sido feitos para hidrolisar o material hemicelulósico e a consequente fermentação de pentoses derivada deste processo. Entretanto, o grande contingente de hemicelulose tem sido pouco aproveitado em processos fermentativos. Muito disto é justificado pela dificuldade de muitas leveduras em assimilar pentoses derivadas deste polissacarídeo. Estudos em engenharia metabólica têm mostrado que leveduras, como Saccharomyces cerevisae, mesmo modificadas para assimilação de pentoses, não tem sido capazes de apresentar rendimento satisfatório na assimilação destes açúcares. Diante disto, na aprovação desta bolsa de pós-doutorado no país, propomos investigar mais profundamente algumas leveduras quanto a sua capacidade para assimilação de L-arabinose e D-xilose, são elas: Aureobasidium leucospermi LB86, Candida oleophila G10.1, Issatchenkia terricola G20 e Pichia guilliermondii G1.2. Nos resultados até então obtidos, observamos que estas leveduras são capazes de crescer assimilando arabinose e xilose como únicas fontes de carbono tanto em meio ácido quanto neutro. Isso nos dá indicativo para posterior uso destas leveduras para fermentação de arabinose e xilose provenientes da hidrólise ácida da hemicelulose. Diante desses resultados, é consenso que a assimilação de pentoses e o crescimento microbiano utilizando esses açúcares implicam na existência de um eficiente sistema de transporte através da membrana. Com este pensamento, acreditamos na necessidade em investigar este mecanismo de transporte membranar, a fim de melhorar o aproveitamento desses açúcares oriundos da hidrólise de biomassa vegetal. Para a realização destes estudos, contamos com uma parceria estabelecida com a Profª Drª Catarina Prista, do Laboratório de Bioenergética Microbiana, CBAA, Instituto Superior de Agronomia, Lisboa, Portugal. A escolha desta parceria se justifica pela experiência e excelência de pesquisa neste segmento de transporte membranar em leveduras e pela estrutura oferecida por este centro de pesquisa. Na concessão desta bolsa de pós-doutorado (2017/06399-3), já havíamos mencionado a necessidade de realização deste estágio no exterior. Nosso intuito é investigar a cinética de transporte membranar e os transportadores envolvidos neste sistema de transporte de pentoses, a fim de fornecer subsídios às pesquisas de engenharia metabólica dessas e de outras leveduras. Durante a realização deste projeto esperamos obter resultados diferenciados, e ao final do trabalho, contribuir para o avanço no conhecimento sobre a assimilação de pentoses por leveduras e melhorar metodologias para o aproveitamento de arabinose e xilose derivadas de hemicelulose.