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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.17.2020.tde-19092019-132146
Documento
Autor
Nome completo
Karoline Maria Vieira Nogueira
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Ribeirão Preto, 2019
Orientador
Banca examinadora
Silva, Roberto do Nascimento (Presidente)
Persinoti, Gabriela Felix
Goldman, Maria Helena de Souza
Ward, Richard John
Título em português
Identificação e caracterização de novos transportadores de açúcar potencialmente envolvidos no processo de degradação da biomassa lignocelulósica em Trichoderma reesei
Palavras-chave em português
Biocombustíveis
Biomassa lignocelulósica
Saccharomyces cerevisiae
Transportadores de açúcar
Trichoderma reesei
Resumo em português
O fungo Trichoderma reesei apresenta uma surpreendente capacidade de produzir e secretar celulases e hemicelulases, sendo o fungo industrial mais importante na produção dessas enzimas que são utilizadas, dentre outros fins, na indústria de biocombustíveis, tal como o bioetanol. Durante o processo natural de degradação da biomassa lignocelulósica, uma série de transportadores de açúcar, com diferentes afinidades frente a um substrato, são empregados pelo fungo. A identificação e caracterização destes transportadores de açúcar pode gerar uma melhor compreensão sobre a função que estes componentes exercem no sistema de transporte de açúcares e os mecanismos moleculares nos quais estas proteínas estão envolvidas na célula. Esse trabalho tem como objetivo a identificação e caracterização de novos transportadores de açúcar potencialmente envolvidos na degradação da biomassa. Para isso, diferentes ferramentas foram empregadas. No capítulo I, é descrito a caracterização de um transportador de açúcar, Tr69957, previamente identificado por nosso grupo de pesquisa através de análises in silico de dados de RNA-seq. A deleção gênica de Tr69957 em T. reesei e análises funcionais ex vivo, através da complementação gênica do transportador em uma linhagem de Saccharomyces cerevisiae (EBY. VW4000), sugere a função deste transportador no carreamento de manose, celobiose e xilose. Além disso, a deleção do transportador afetou o perfil de expressão de genes que codificam para celulases em T. reesei. No capítulo II, uma revisão contendo resultados de pesquisa provenientes do nosso grupo: Laboratório de Biotecnologia Molecular, apresenta os principais dados sobre o envolvimento de transportadores de açúcar durante o processo de degradação da biomassa lignocelulósica. Por fim, no capítulo III, através de análises proteômicas, 14 transportadores de açúcar foram identificados durante o cultivo de T. reesei em presença de celulose microcristalina e glicerol. A identificação desses transportadores de açúcar em presença de celulose demonstra potencial função biológica durante o processo de degradação.
Título em inglês
Identification and characterization of novel sugar transporters potentially involved in lignocellulosic biomass degradation process in Trichoderma reesei
Palavras-chave em inglês
Biofuels
Lignocellulosic biomass
Saccharomyces cerevisiae
Sugar transporters
Trichoderma reesei
Resumo em inglês
The fungus Trichoderma reesei presents a surprising capacity to produce and secrete cellulases and hemicellulases, being the most important industrial fungus in the production of these enzymes that are used, among other purposes, in the industry of biofuels, such as bioethanol. During the natural process of degradation of lignocellulosic biomass, the fungus employs several sugar transporters with different affinities to a substrate. The identification and characterization of these sugar transporters can generate insights into the role of these components in the sugar transport system and the molecular mechanisms in which these proteins are involved in the cell. This work aims at the identification and characterization of new sugar transporters potentially involved in the degradation of biomass. For this, different tools were employed. In Chapter I, the characterization of a sugar transporter, Tr69957, previously identified by our research group through in silico RNA-seq data analysis, is described. Gene deletion of Tr69957 in T. reesei and functional ex vivo analyzes, through S. cerevisiae EBY.VW4000 strain complemented with candidate sugar transporter gene, suggests the role of this transporter in mannose, cellobiose and xylose uptake. In addition, transporter deletion affected the expression profile of cellulases encoding genes in T. reesei. In chapter II, a review containing research results from our group: Laboratory of Molecular Biotechnology presents the main data on the involvement of sugar transporters during the process of degradation of lignocellulosic biomass. Finally, in chapter III, through proteomic analyzes, 14 sugar transporters were identified during the growth of T. reesei in microcrystalline cellulose and glycerol. The identification of these sugar transporters in presence of cellulose demonstrates potential biological function during the degradation process.
 
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Data de Publicação
2020-04-30
 
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