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Formulação de um coquetel enzimático sinérgico otimizado com enzimas acessórias para melhorar o desempenho hidrolítico do Panicum Maximum Jacq

Processo: 19/07141-5
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2019
Vigência (Término): 29 de fevereiro de 2020
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica - Enzimologia
Pesquisador responsável:Maria de Lourdes Teixeira de Moraes Polizeli
Beneficiário:Emanuelle Neiverth de Freitas
Supervisor no Exterior: John Nicholas Saddler
Instituição-sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
Local de pesquisa: University of British Columbia (UBC), Canadá  
Vinculado à bolsa:17/23989-9 - Biomassa lignocelulósica da gramínea forrageira Panicum maximum Jacq. produzida em condições simuladas de clima futuro: potencial fonte de açúcares fermentescíveis para bioenergia, BP.DR
Assunto(s):Panicum maximum   Biocombustíveis

Resumo

O esgotamento dos combustíveis fósseis e a poluição gerada por eles, como a emissão de gases de efeito estufa, estimularam a busca de fontes alternativas e renováveis de energia. A biomassa produzida por gramíneas de crescimento rápido, como o gênero Panicum, comumente usado como forragem, pode ser uma fonte importante de produção de energia limpa, mas é necessário estimar sua produção de potencial de biomassa em situações climáticas futuras simuladas. A biomassa lignocelulósica é composta principalmente por celulose, hemicelulose e lignina e, portanto, é necessária a ação conjunta de muitas enzimas para a produção de açúcares fermentáveis. No entanto, o núcleo celulolítico das enzimas não degrada a biomassa sozinha. Em vez disso, para conseguir uma desconstrução eficaz da lignocelulose, a mistura enzimática também deve conter enzimas / proteínas acessórias, como hemicelulases, polissacarídeos líticos monooxigenases e proteínas não hidrolíticas / não oxidativas, como expansinas. Estas enzimas atuam através da abertura da matriz lignocelulósica e parecem agir sinergicamente com as enzimas hidrolíticas, facilitando a degradação da biomassa. Alguns estudos têm investigado a adição de enzimas acessórias em coquetéis de enzimas e mostraram um aumento significativo no rendimento de hidrólise quando essas enzimas estão na formulação do coquetel. Sabe-se que as condições climáticas podem afetar a fisiologia da planta e modificar a composição lignocelulósica da planta, síntese de componentes da parede celular, o que pode afetar indiretamente a síntese de celulose. Assim, o objetivo deste trabalho é desenvolver um coquetel enzimático específico para cada condição climática futura (temperatura elevada, concentrações elevadas de CO2 e efeitos combinados) que leve a uma maior eficiência de hidrólise, verificando a influência das condições na composição e rentabilidade de cada um deles. grama individualmente. Além disso, será analisado se a adição de enzimas acessórias levará a uma melhoria do processo de sacarificação, bem como será investigada a ação das enzimas do coquetel sobre a estrutura da fibra e da celulose. Para tanto, serão aplicadas algumas técnicas como o Fiber Quality Assay (FQA), teste de Settlablidade, módulos de ligação de carboidratos marcados com sonda de fluorescência e difração de raios X.

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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)
DE FREITAS, EMANUELLE N.; KHATRI, VINAY; WU, JIE; TAKADA, MASATSUGU; SCARCELLA, ANA SILVIA DE A.; MARTINEZ, CARLOS ALBERTO; SADDLER, JACK N.; POLIZELI, MARIA DE LOURDES T. M. Structural and compositional changes induced by hydrothermal and organosolv pretreatments impacts enzymatic hydrolysis of a tropical forage grass grown under future climate conditions. INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 171, NOV 1 2021. Citações Web of Science: 0.
DE FREITAS, EMANUELLE NEIVERTH; ALNOCH, ROBSON CARLOS; CONTATO, ALEX GRACA; NOGUEIRA, V, KAROLINE MARIA; CREVELIN, EDUARDO JOSE; BERALDO DE MORAES, LUIZ ALBERTO; SILVA, ROBERTO NASCIMENTO; MARTINEZ, CARLOS ALBERTO; POLIZELI, MARIA DE LOURDES T. M. Enzymatic Pretreatment with Laccases from Lentinus sajor-caju Induces Structural Modification in Lignin and Enhances the Digestibility of Tropical Forage Grass (Panicum maximum) Grown under Future Climate Conditions. INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES, v. 22, n. 17 SEP 2021. Citações Web of Science: 0.

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