Estudo e caracterização da enzima acetil xilano esterase de Thermobifida fusca para degradação de biomassa

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Silva, Adriana Sanches da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Thermobifida fusca; Acetil xilano esterase; Acetylated xylan deacetylation; Acetylxylan esterase; Biomass; Biomassa; Cinética enzimática; Enzymatic kinetics; Xilano desacetilado
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/87/87131/tde-13012021-163404/

A hemicelulose é o segundo polissacarídeo mais abundante na parede celular vegetal, apresentando uma estrutura principal de polímero com ramificações de açúcares como galactose, arabinose e outros monômeros como acetato, ácido ferúlico, entre outros. A hidrólise enzimática de hemicelulose permite obter açúcares de 5 ou 6 carbonos que podem ser fermentados para obtenção de produtos de interesse biotecnológico, além de expor a celulose à ação enzimática. Este trabalho caracterizou uma enzima codificada por um gene identificado na análise do genoma da bactéria termofílica Thermobifida fusca YX (GenBank ID: CP000088) como Esterase/Lipase, (GenBank: AAZ54193.1) que contém 957 pb e codifica uma proteína de 318 aminoácidos e 32,9 kDa, potencialmente uma acetil xilano esterase, que cliva o enlace éster do xilano acetilado, liberando ácido acético e facilitando a ação de outras enzimas envolvidas na degradação dos polissacarídeos vegetais. A enzima apresenta os aminoácidos S155, D256 e H286 do sítio catalítico das acetil xilano esterase, a fenda oxiânion e um pentapeptídeo altamente conservados, sendo clonada, expressa, purificada e caracterizada funcionalmente. A atividade da proteína purificada por cromatografia de afinidade foi determinada com o substrato p-nitrofenil butirato demonstrando estabilidade térmica nas temperaturas de 30°C e 40°C por 72 horas, ativa no pH entre 4 e 9 a 30°C. Os parâmetros cinético enzimáticos foram determinados para os substratos p-nitrofenil acetato (km = 2,67mM; kcat = 1,59 s-1 e kcat/km = 0,59 s-1.mM-1), p-nitrofenil butirato (km = 1,07mM; kcat = 0,97 s-1 e kcat/km = 0,9 s-1.mM-1), p-nitrofenil octanoato (km = 1,44mM; kcat = 0,4 s-1 e kcat/km = 0,28 s-1.mM-1) e 1-naftil acetato (km = 12,39mM; kcat = 0,358 s-1 e kcat/km = 0,029 s-1.mM-1). A desacetilação dos substratos xilano acetilado, triacetina e α- D Glicose pentaacetato comprovou que a enzima é uma acetil xilano esterase (EC 3.1.1.72), sendo denominada TfAXE, pertencente as famílias 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 12 na classe das carboidrato esterases, no banco de dados CAZy e cuja propriedades apontam suas potenciais aplicações biotecnológicas.