Estudos funcionais e estruturais da xilose isomerase de Piromyces sp. E2

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Barreto, Matheus Quintana
• 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: Enzima promíscua; Epimerase; Promiscuous enzyme; Xilose isomerase; Xylose isomerase
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17131/tde-10042023-083729/

Xilose isomerases (XIs) são enzimas que catalisam a isomerização de D-xilose a Dxilulose in vivo, sendo também capaz de isomerizar outros açucares, como Dglicose, D-ribose, L-arabinose, entre outros. A xilose isomerase de Piromyces sp. E2 (PirE2_XI) foi a primeira XI eucariótica eficientemente expressa em S. cerevisiae e segue como uma das enzimas mais utilizadas para a engenharia dessa levedura para a produção de etanol a partir de xilose. Dada sua importância para a engenharia metabólica de microrganismos, poucos estudos visaram à caracterização bioquímica dessa enzima, com diferentes trabalhos relatando parâmetros divergentes para esta enzima. Neste trabalho nós buscamos caracterizar os parâmetros bioquímicos de PirE2_XI contra três monossacarídeos diferentes, analisamos a termoestabilidade e possíveis novas funções para esta enzima. Realizamos a imobilização de PirE2_XI sobre um suporte ferromagnético e caracterizamos as propriedades cinéticas da enzima imobilizada contra xilose. A estrutura da enzima foi analisada por métodos biofísicos para verificar mudanças estruturais da enzima na presença ou ausência de substrato. Nossos resultados demonstram que PirE2_XI é uma enzima promíscua capaz de isomerizar D-xilose, D-glicose, D-ribose e L-arabinose em diferentes condições e termoestável a 30 e a 60 °C, com capacidade de epimerizar D-xilose. A enzima imobilizada manteve as mesmas propriedades bioquímicas da enzima livre e foi passível de ser reutilizada por 10 e 15 ciclos de reuso a 60 e 30 °C, respectivamente. Análise da estrutura da enzima mostra que a estrutura quaternária é alterada na presença de xilose. Este é o primeiro relato de epimerização por PirE2_XI, provendo um compreensivo estudo in vitro da especificidade de PirE2_XI, efeito de íons divalentes em sua atividade e da temperatura na atividade e estrutura da enzima.