Estudo de glicosil hidrolases das famílias 6 e 7 provenientes de basidiomicetos

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Machado, Angela da Silva
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Basidiomicetos; Basidiomycetes; Cellobiohydrolases; Celobiohidrolases; Enzymatic hydrolysis; Hidrólise enzimática; LC MS/MS; Secretoma; Secretome
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97132/tde-28112019-153403/

Devido a sua importante atividade celulolítica, basidiomicetos possuem um grande potencial de aplicação na hidrólise da biomassa. Fungos de podridão branca possuem um arsenal completo e robusto de enzimas envolvidas na degradação de todos os componentes da biomassa lignocelulósica. A hidrólise da celulose é um passo crucial na utilização da biomassa celulósica e é geralmente o gargalo no processo bioquímico. As celobiohidrolases (CBH) são as principais enzimas celulolíticas presentes em coquetéis enzimáticos comerciais. A CBH hidrolisa celulose cristalina a unidades solúveis de celobiose, o que a torna uma enzima chave para a produção de açúcares fermentáveis a partir da biomassa. Apesar do enorme potencial biotecnológico, a informação a respeito de celobiohidrolases de basidiomicetos é escassa quando comparada a enzimas de ascomicetos. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi estudar a potencialidade de celobiohidrolases (GH6 e GH7) de dois fungos de podridão branca, Phanerochaete chrysosporium e Trametes versicolor. Para produção de extratos enzimáticos ricos em celobiohidrolases foram feitos cultivos agitados dos fungos em meio basal utilizando avicel com fonte de carbono. Esses extratos serviram para identificação das proteínas produzidas por análise de secretômica por LC - MS/MS, aplicação em ensaios de hidrólise enzimática de medula de cana-de-açucar, bagaço prétratado com sulfito alcalino e bagaço pré-tratado com ácido diluído, e para purificação de uma celobiohidrolase de P. chrysosporium (PcCel7D), que foi avaliada na sacarificação de substratos lignocelulósicos. Foram identificadas 56 e 58 proteínas nos extratos de P. chrysosporium e T. versicolor cultivados por 12 dias em avicel, respectivamente. O resultado da secretômica dos extratos mostrou uma predominância na produção de enzimas envolvidas na degradação de carboidratos, em especial de glicosil hidrolases (GHs), 29 GHs de P. chrysosporium e 32 de T. versicolor. As celobiohidrolases das famílias GH7 e GH6 representaram cerca de 41 % e 36 % da abundância entre as GHs de P. chrysosporium e de T. versicolor, respectivamente. O extrato de P. chrysosporium, com suplementação de β-glicosidase, atingiu os valores obtidos com o extrato comercial Cellic® CTec2 na conversão da glucana da medula de cana-de-açúcar do híbrido H89 (80 % em 72 horas de reação). Já o extrato de T. versicolor proporcionou um percentual de 70 % de conversão de glucana nesse substrato. Os bagaços pré-tratados foram mais recalcitrantes a ação das enzimas dos extratos de P. chrysosporium e T. versicolor, do que observado para Cellic® CTec2. As hidrólises enzimáticas com PcCel7D mostraram conversão de glucana semelhante a CBH de Trichoderma sp. em medula do H89 e bagaço sulfito alcalino (60 % e 30 %, respectivamente), mas apresentou conversão menor em bagaço ácido e avicel. Este é o primeiro trabalho que explora o potencial de sacarificação de extratos enzimáticos destes dois fungos sobre substratos lignocelulósicos.