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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.76.2012.tde-19102012-090550
Documento
Autor
Nome completo
Maria Luiza Voltatodio
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2012
Orientador
Banca examinadora
Polikarpov, Igor (Presidente)
Navarro, Marcos Vicente de Albuquerque Salles
Ruller, Roberto
Título em português
Caracterização bioquímica e biofísica da Celobiohidrolase II do fungo Trichoderma harzianum IOC3844 produzida por expressão homóloga
Palavras-chave em português
Celobiohidrolase
Celulase
Trichoderma
Resumo em português
O esgotamento das reservas, especialmente do petróleo mais fino, aliado à crescente demanda energética e à necessidade inadiável de reduzir as emissões de carbono para a atmosfera, sinalizam para a necessidade da busca de novas fontes de energia renováveis e limpas. As preocupações com o aquecimento global têm feito crescer o interesse mundial pelos biocombustíveis. O novo conceito de biocombustíveis de segunda geração corresponde à produção de etanol combustível a partir de biomassa lignocelulósica como matéria-prima. No entanto, para tornar possível a utilização da biomassa é necessária a conversão das moléculas constituintes da parede celular em açúcares fermentáveis. A tecnologia mais promissora para a conversão dessa biomassa lignocelulósica à etanol combustível é com base na hidrólise enzimática da celulose usando celulases. Alguns microrganismos como o fungo Trichoderma SSP. secretam um eficiente complexo enzimático de celulases. Tendo as celobiohidrolases, elevada importância na hidrólise primária da celulose, o objetivo desse trabalho foi realizar a caracterização bioquímica e biofísica a celobiohidrolase II (CBHII) do complexo de celulases do fungo filamentoso Trichoderma harzianum IOC 3844. A enzima depois de purificada mostrou uma melhor atividade contra o substrato pNPC a 60°C em pH 4,8. Estudos de eletroforese capilar mostraram apenas moléculas com uma unidade de glicose para um substrato simples inicial contendo 5 glicoses. Análises de dicroísmo circular mostraram um padrão de estrutura secundária predominante em alfa hélice, e na análise da estrutura terciária, o espectro de emissão da CBHII mostrou um comprimento de onda de fluorescência máxima a 333nm em pH5,0, indicando que os triptofanos estão parcialmente expostos ao solvente. Ensaios utilizando a técnica de espalhamento de luz a baixo ângulo, permitiram a geração de um modelo tridimensional o qual mostrou-se domínios globulares unidos por um linker, e as posições relativas entre eles, demonstrando grande similaridade com enzimas CBHII já descritas na literatura, e sendo assim, de grande interesse biotecnológico para hidrólises de biomassas.
Título em inglês
Biochemical and biophysical characterization of cellobiohydrolase II from Trichoderma harzianum IOC 3844 produced by homologous expression
Palavras-chave em inglês
Cellobiohydrolase
Cellulose
Trichoderma
Resumo em inglês
The depletion of reserves, especially of refined oil , with increased energy demands and the urgent need to reduce the carbon emissions on the atmosphere, signals the necessity to search for new sources of energy renewable and clean. Concerns about global warming have led to an increased world interest in biofuels. The new concept of second generation biofuels corresponds to fuel ethanol production from biomass lignocellulosic feedstock. However, to make possible the use of biomass is necessary the conversion of cell-wall molecules into fermentable sugars. The most promising technology for the conversion of lignocellulosic biomass to ethanol fuel is based on the enzymatic degradation of cellulose using cellulase. Some microorganisms such Trichoderma ssp. secretes an efficient enzymatic complex of cellulase. Since the cellobiohydrolases are highly importance in the primary hydrolysis of cellulose, the objective of this study was to perform the biochemical and biophysical characterization of cellobiohydrolase II (CBHII) present into the cellulase complex from the Trichoderma harzianum IOC 3844. The enzyme showed its better activity against pNPC at 60°C and pH 4,8. Capillary electrophoresis showed only glucose molecules as the final product of C5 oligosaccharide hydrolysis. Circular dichroism analysis showed a pattern of secondary structure mainly composed of alpha helix, and the tertiary structure analysis by the emission spectrum of the CBHII showed a wavelength of maximum fluorescence at 33nm at pH 5, indicating that the tryptophans are exposed to solvent. The three dimensional model generated by SAXS showed a structure with two globular domains joined by a linker, and the relative positions among them exhibited great similarity with CBHII described on the literature, and thus, presenting a great biotechnological interest for hydrolysis of biomass.
 
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Data de Publicação
2012-10-25
 
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