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(Referência obtida automaticamente do Web of Science, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores.)

Insights into the dual cleavage activity of the GH16 laminarinase enzyme class on beta-1,3 and beta-1,4 glycosidic bonds

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Autor(es):
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Liberato, Marcelo Vizona [1, 2] ; Prates, Erica Teixeira [3, 4, 5] ; Goncalves, Thiago Augusto [6, 2] ; Bernardes, Amanda [7] ; Vilela, Nathalia [6, 2] ; Fattori, Juliana [8] ; Ematsu, Gabriela Cristina [1] ; Chinaglia, Mariana [1] ; Machi Gomes, Emerson Rodrigo [1] ; Migliorini Figueira, Ana Carolina [8] ; Damasio, Andre [6] ; Polikarpov, Igor [7] ; Skaf, Munir S. [3, 5] ; Squina, Fabio Marcio [2]
Número total de Autores: 14
Afiliação do(s) autor(es):
[1] Ctr Nacl Pesquisa Energia & Mat CNPEM, Lab Nacl Ciencia & Tecnol Bioetanol CTBE, Campinas, SP - Brazil
[2] Univ Sorocaba, Programa Proc Tecnol & Ambientais, Sorocaba, SP - Brazil
[3] Univ Estadual Campinas, Inst Quim, Campinas, SP - Brazil
[4] Oak Ridge Natl Lab, Biosci Div, Oak Ridge, TN - USA
[5] Univ Estadual Campinas, Ctr Pesquisa Engn & Ciencias Computacionais, Campinas, SP - Brazil
[6] Univ Estadual Campinas, Inst Biol, Dept Bioquim & Biol Tecidual, Campinas, SP - Brazil
[7] Univ Sao Paulo, Inst Fis Sao Carlos, Sao Carlos, SP - Brazil
[8] Ctr Nacl Pesquisa Energia & Mat CNPEM, Lab Nacl Biociencias LNBio, Campinas, SP - Brazil
Número total de Afiliações: 8
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: Journal of Biological Chemistry; v. 296, JAN-JUN 2021.
Citações Web of Science: 0
Resumo

Glycoside hydrolases (GHs) are involved in the degradation of a wide diversity of carbohydrates and present several biotechnological applications. Many GH families are composed of enzymes with a single well-defined specificity. In contrast, enzymes from the GH16 family can act on a range of different polysaccharides, including beta-glucans and galactans. SCLam, a GH16 member derived from a soil metagenome, an endo-beta 1,3(4)-glucanase (EC 3.2.1.6), can cleave both beta-1,3 and beta-1,4 glycosidic bonds in glucans, such as laminarin, barley beta-glucan, and cello-oligosaccharides. A similar cleavage pattern was previously reported for other GH16 family members. However, the molecular mechanisms for this dual cleavage activity on (1,3)- and (1,4)-beta-D-glycosidic bonds by laminarinases have not been elucidated. In this sense, we determined the X-ray structure of a presumably inactive form of SCLam cocrystallized with different oligosaccharides. The solved structures revealed general bound products that are formed owing to residual activities of hydrolysis and transglycosylation. Biochemical and biophysical analyses and molecular dynamics simulations help to rationalize differences in activity toward different substrates. Our results depicted a bulky aromatic residue near the catalytic site critical to select the preferable configuration of glycosidic bonds in the binding cleft. Altogether, these data contribute to understanding the structural basis of recognition and hydrolysis of beta-1,3 and beta-1,4 glycosidic linkages of the laminarinase enzyme class, which is valuable for future studies on the GH16 family members and applications related to biomass conversion into feedstocks and bioproducts. (AU)

Processo FAPESP: 17/08166-6 - Desenvolvimento de uma levedura capaz de converter material lignocelulósico em ácido ferúlico
Beneficiário:Nathália Vilela
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Doutorado
Processo FAPESP: 14/04105-4 - Caracterização estrutural e funcional de novas celulases com foco na relação entre domínios catalíticos e CBMs
Beneficiário:Marcelo Vizoná Liberato
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Processo FAPESP: 15/50612-8 - An integrated approach to explore a novel paradigm for biofuel production from lignocellulosic feedstocks
Beneficiário:Telma Teixeira Franco
Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Temático
Processo FAPESP: 17/16089-1 - Produção de correntes de lignina, triagem metagenômica e conversão biocatalítica de lignina em ácido ferúlico
Beneficiário:Thiago Augusto Gonçalves
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Processo FAPESP: 17/22669-0 - N-glicosilação e secreção de enzimas em fungos filamentosos
Beneficiário:André Ricardo de Lima Damasio
Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
Processo FAPESP: 13/15582-5 - Dinâmica molecular em múltiplas escalas de glicosídeo hidrolases e substratos lignocelulósicos
Beneficiário:Érica Teixeira Prates
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Processo FAPESP: 13/08293-7 - CECC - Centro de Engenharia e Ciências Computacionais
Beneficiário:Munir Salomao Skaf
Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs