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Tese em Português | VETTESES | ID: vtt-212392

Resumo

As -glicosidases são enzimas que atuam na etapa final da hidrólise enzimática da celulose, clivando as ligações glicosídicas 1-4 da celobiose, para obtenção do etanol de segunda geração (2G). Embora essa classe de enzimas seja considerada o fator limitante na produção de etanol 2G, sua concentração nos coquetéis enzimáticos é baixa além de serem facilmente inibidas pelo seu produto final, a glicose. Esses dois fatores contribuem para o alto custo do etanol 2G, diminuindo sua competitividade no mercado. Por serem fixadores de CO2 e não competirem com cultivos agrícolas por terra ou água, as cianobactérias são consideradas biorreatores interessantes para a produção de -glicosidases tolerantes à glicose através da engenharia genética. Na presente tese, produzimos uma linhagem de Synechococcus elongatus, através da inserção do sistema pET, capaz de expressar altos níveis de uma -glicosidase tolerante à glicose. Nossos dados mostram não só que o sistema pET promoveu uma elevada expressão do gene recombinante, como também a -glicosidase mutante apresentou uma resistência à retro15 inibição pela glicose quando comparada com a enzima original. A utilização de cianobactérias transgênicas para produção de -glicosidases mais eficientes possibilita a integração da produção do etanol de 2G com o etanol 1G, uma vez que poderiam utilizar subprodutos da própria usina (CO2, vinhaça e bagaço de cana) para a geração mais energia. Assim, os biorreatores fotossintéticos podem não apenas produzir -glicosidases eficientes e em maior quantidade, mas também reduzir o impacto ambiental causado pelas usinas de etanol.

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-glucosidases are enzymes that act in the final step of the enzymatic hydrolysis of cellulose, cleaving the 1-4 glycosidic bonds of cellobiose, to obtain the second generation ethanol (2G). Although this class of enzymes is considered the limiting factor in the production of 2G ethanol, its concentration in enzyme cocktails is low and they are easily inhibited by its final product, glucose. These two factors contribute to the high cost of 2G ethanol, reducing its competitiveness in the market. Because they are CO2 fixers and do not compete with agricultural crops for land or water, cyanobacteria are considered to be interesting bioreactors for the production of glucose tolerant -glucosidases through genetic engineering. In the present thesis, we produced a strain of Synechococcus elongatus, through the insertion of the pET system which was able to express high levels of a glucose tolerant -glucosidase. Our data show not only that the pET system promoted high expression of the recombinant gene, but also the mutant variant showed a resistance to back-inhibition by glucose when compared to the original enzyme. The use of transgenic cyanobacteria for the production of more efficient -glucosidases makes it possible to integrate the production of 2G ethanol with 1G ethanol, since they could use by-products from the plant itself (CO2, vinasse and sugar cane bagasse) to generate more energy. Thus, photosynthetic bioreactors can not only produce efficient -glucosidases in larger quantities, but can also reduce the environmental impact caused by ethanol plants.

Biblioteca responsável: BR68.1