Expressão heteróloga em Saccharomyces cerevisiae e ensaio de atividade de uma ß-1,4- endoglucanase isolada do cupim Velocitermes heteropterus (Isoptera, Termitidae)

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Sabadine, Maria Augusta
Data de Publicação: 2013
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/5549
Resumo: The current world scenery points out that the environment changes in the Earth planet is due to the intense use of fossil fuels along decades. This panorama launched the needs for the replacement of fossil fuels to sustained renewable fuels. In this context new technologies are being developed for the production of new bioenergy sources. The lignocellulosic biomass represents an abundant renewable source of cellulose on Earth. This is certainly one of the cheapest materials and therefore has been extensively studied as source of sustainable energy for industrial purposes. Several methods for obtaining bioethanol from lignocellulosic biomass are being seeked worldwide and in that regard it is essential that the Brazil could keep its natural leadership in this field of research. In this way, the use of cellulases from eukaryotic organisms has achieved high importance in the commercially-available enzymes repertoire with purpose to degrade lignocellulosic materials in reduction sugars (glucose) for the fermentation process. The termites, eusocial insects, are potential organisms for this research investment, because they feed lignocellulosic materials and their digestory system presents the enzymes for cellulose hydrolysis generating glucose for the industrial process for production second generation ethanol.. Thus, the identification, isolation and expression of termites cellulases can be considered are a key-step to search for enzymes suitable for the use of cellulose-derived glucose in current process of ethanol production implemented in Brazil. Velocitermes heteropterus can possibly express a cellulase of interest presumably active in the fermentation tanks. In this study, we identified, sequenced and cloned one of three major enzymes of the cellulose degradation system , the endo-1,4-ßglucanase from Velocitermes heteropterus. Our results showed a high expression of its enzyme in the yeast Saccharomyces cerevisiae (FGSC9721 strain). Experiments for purification and enzymatic activity of this enzyme are in development.
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The lignocellulosic biomass represents an abundant renewable source of cellulose on Earth. This is certainly one of the cheapest materials and therefore has been extensively studied as source of sustainable energy for industrial purposes. Several methods for obtaining bioethanol from lignocellulosic biomass are being seeked worldwide and in that regard it is essential that the Brazil could keep its natural leadership in this field of research. In this way, the use of cellulases from eukaryotic organisms has achieved high importance in the commercially-available enzymes repertoire with purpose to degrade lignocellulosic materials in reduction sugars (glucose) for the fermentation process. The termites, eusocial insects, are potential organisms for this research investment, because they feed lignocellulosic materials and their digestory system presents the enzymes for cellulose hydrolysis generating glucose for the industrial process for production second generation ethanol.. Thus, the identification, isolation and expression of termites cellulases can be considered are a key-step to search for enzymes suitable for the use of cellulose-derived glucose in current process of ethanol production implemented in Brazil. Velocitermes heteropterus can possibly express a cellulase of interest presumably active in the fermentation tanks. In this study, we identified, sequenced and cloned one of three major enzymes of the cellulose degradation system , the endo-1,4-ßglucanase from Velocitermes heteropterus. Our results showed a high expression of its enzyme in the yeast Saccharomyces cerevisiae (FGSC9721 strain). Experiments for purification and enzymatic activity of this enzyme are in development.A visão atual de que as mudanças ambientais que o planeta vem sofrendo se deve, em grande parte, ao uso de combustíveis fósseis. Esse panorama, lançou as necessidades para a substituição de combustíveis fosseis para combustíveis renováveis. Neste contexto, as novas tecnologias estão sendo desenvolvidas para a produção de novas fontes de bioenergia. A biomassa lignocelulósica representa um dos recursos renováveis mais abundantes na terra, e certamente um dos mais baratos, motivo pelo qual a mesma é extensivamente estudada como fonte de energia sustentável para uso industrial. Diversos métodos para obtenção de bioetanol lignocelulósico estão em experimentação e é imprescindível que o Brasil mantenha uma liderança natural neste campo de pesquisa. Assim, o uso de celulases presentes em organismos eucariotos vem tendo destaque no repertoria comercial de enzimas com finalidade de degradar materiais lignocelulósicos em açúcares redutores (glicose) como alvo para o processo fermentativo. Os cupins, insetos eusociais, são organismos potenciais para tal investimento; pois se alimentam de materiais lignocelulósicos e possuem as enzimas necessárias para a degradação da celulose e obtenção de glicose utilizada no processo industrial de produção de etanol de segunda geração. Dessa forma, identificar, isolar e expressar celulases presentes neste tipo de inseto é um objetivo essencial para a busca de uma enzima compatível com o processo de produção de etanol implementado no Brasil atualmente. A espécie Velocitermes heteropterus possivelmente pode expressar uma celulase de interesse, presumivelmente ativas nos tanques de fermentação. Nesse estudo foi possível a identificação, sequenciamento e clonagem de uma das 3 principais enzimas do processo de degradação da celulose, a enzima ß-1,4-endoglucanase de Velocitermes heteropterus. Experimentos iniciais demonstraram uma forte expressão heteróloga desta enzima na levedura Saccharomyces cerevisiae (linhagem FGSC9721). Testes visando purificação, atividade enzimática e biológica desta proteína, encontramse em andamento.Financiadora de Estudos e Projetosapplication/pdfporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Genética Evolutiva e Biologia Molecular - PPGGEvUFSCarBRAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessGenéticaVelocitermes heteropterusCelulaseß-1,4-endoglucanaseCupimBioetanolTermiteBioethanolCIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICAExpressão heteróloga em Saccharomyces cerevisiae e ensaio de atividade de uma ß-1,4- endoglucanase isolada do cupim Velocitermes heteropterus (Isoptera, Termitidae)info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis-1-109d9fa5c-2a23-45d0-8b2a-97cdb5ef416breponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALDissMAS.pdfDissMAS.pdfapplication/pdf5088771https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/5549/1/DissMAS.pdf11a5bc73b0f05f87e8a1d3130a7e6fcdMD51TEXTDissMAS.pdf.txtDissMAS.pdf.txtExtracted texttext/plain229048https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/5549/2/DissMAS.pdf.txtd2b2a67618cdad28cb2b8cfa6cc59ddbMD52THUMBNAILDissMAS.pdf.jpgDissMAS.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg9225https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/5549/3/DissMAS.pdf.jpg50094f7f7c702b93e7d5aae77b9069b1MD53ufscar/55492023-09-18 18:32:03.689oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/5549Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:03Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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