Engenharia metabólica de Saccharomyces cerevisiae: assimilação de xilose e evolução adaptativa em linhagens industriais visando a produção de etanol.

• Autor(a) principal: Petrin, Thais Helena Costa
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-23032023-083239/
• topic: Engenharia evolutiva; Engenharia metabólica; Etanol 2G; Ethanol 2G; Evolutionary engineering; Metabolic engineering; Saccharomyces cerevisiae; Saccharomyces cerevisiae; Xilose; Xylose

A produção de etanol de segunda geração (2G) a partir de biomassa lignocelulósica tem sido considerada uma alternativa para reduzir o uso de combustíveis fósseis e aumentar a disponibilidade de energias renováveis. Nesta perspectiva, o estudo e o desenvolvimento de linhagens de Saccharomyces cerevisiae modificadas capazes de metabolizar xilose e produzir etanol 2G são imperativos. Nesta presente pesquisa, seis cepas industriais geneticamente modificadas de S. cerevisiae são estudadas: SA1.1x123; 272-1,1x123; 272-1a.1x123; FMY001; CSY01; CSY02. Estas linhagens compreendem duas vias metabólicas diferentes para a produção de etanol 2G através da assimilação de xilose: as vias da xilose isomerase (XI) e da xilose redutase/xilitol desidrogenase (XR/XDH). O objetivo deste trabalho foi projetar e melhorar o desempenho dessas vias em cepas industriais de S. cerevisiae projetadas para transportar e consumir xilose com eficiência. No entanto, a via das cepas XI modificadas não mostraram capacidade de assimilar xilose. Por outro lado, as cepas das vias XR/XDH, capazes de assimilar xilose, foram selecionadas por engenharia evolutiva para melhor utilização da xilose em condições aeróbias e semi-anaeróbicas. Os resultados mostraram valores mais elevados de rendimentos de produção de etanol (YETH/S) para as cepas evoluídas, em que o fator de conversão de substrato a etanol foi de até 28% maior em relação à linhagem parental. Desta forma, a utilização de xilose pode expandir as capacidades de S. cerevisiae para utilizar derivados de plantas e representar um potencial para aumentar a eficiência da produção de biocombustíveis de segunda geração.