Análise do secretoma do fungo termofílico >i/i<: prospecção, expressão heteróloga e caracterizações biofísicas e bioquímicas de algumas enzimas
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Evandro José Mulinari
suporte e amizade durante todo o período e realização dos experimentos. Às técnicas Dr. Andressa P. A. Pinto, Derminda I. de Moraes e Dr. Rafael S. Panhota pelos ensinamentos e suporte durante a realização dos experimentos. À Dr. Tatiana Watanabe pela convivência, ensinamentos, orientação e amizade. Aos integrantes e amigos dos laboratórios de pesquisa do IFSC e EEL pela convivência e solicitude. pela estrutura, suporte e acolhimento durante todas as etapas. Aos funcionários da biblioteca do
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... C pela assistência e esmero à correção da tese, aos da Secretaria de Pós-Graduação e do Departamento de Física e Ciência Interdisciplinar pelo apoio constante, aos da Seção Técnica de Informática e Gráfica pelo excelente serviço prestado. À CAPES pela bolsa de doutorado (O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior -Brasil (CAPES) -Código de Financiamento 001). À FAPESP pelo projeto financiado (2017/16291-5). À Gislene Ferreira e à Luísa G. T. Anastácio pela amizade, generosidade e acolhimento. À Mellina Y. Calori e ao Paulo J. S. Prieto pela amizade, companhia e apoio. A todos os meus amigos que de alguma forma estiveram e estão próximos de mim, que entre alegrias e tristezas sempre foram presentes, carinhosos e me ajudaram, apoiaram, fazendo a vida valer mais a pena. "Se quer seguir-me, narro-lhe; não uma aventura, mas experiência, a que me induziram, alternadamente, séries de raciocínios e intuições. Tomou-me tempo, desânimos, esforços. Dela me prezo, sem vangloriar-me." Guimarães Rosa RESUMO MULINARI, E. J. Análise do secretoma do fungo termofílico Thermothielavioides terrestris: prospecção, expressão heteróloga e caracterizações biofísicas e bioquímicas de algumas enzimas. 2019. 171p. Tese (Doutorado em Ciências) -Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2019. O desenvolvimento de enzimas que apresentam maior estabilidade térmica pode tornar o processo de hidrólise de biomassa mais econômico pelo aumento na taxa de hidrólise, diminuição da contaminação dos reatores e maior transferência de massa pela redução da viscosidade do meio. Dessa forma, foram conduzidos experimentos para prospecção e detecção de proteínas presentes no secretoma do fungo termofílico Thermothielavioides terrestris cultivado em diferentes fontes de carbono: bagaço de cana-de-açúcar in natura (SCBIN), explodido à vapor (SCBSE) e polpa Kraft branqueada de eucalipto (BEKP), utilizando a técnica de LC-MS/MS. As análises mostraram uma hidrolase de glicosídeo da família 3 (GH3) como a maior constituinte do secretoma em BEKP e uma GH7 contendo módulo de ligação ao carboidrato da família 1 para SCBSE e SCBIN. O conteúdo proteico em SCBIN mostrou um repertório de hemicelulases que representaram 8% do total da contagem de espectros normalizados em comparação a 4% em BEKP e SCBSE, refletindo o efeito da composição da biomassa na regulação das proteínas secretadas. As análises também revelaram a presença de mecanismos oxidativos na degradação da biomassa. A primeira componente da análise de PCA das CAZymes revelou que SCBSE e SCBIN são correlacionados negativamente e que o SCBSE é caracterizado pela intensa remodelagem da parede celular, o que parece estar relacionado a intensa atividade secretória, indicando que o SCBSE possui potencial como meio de autoindução. Em contrapartida, retem muitas enzimas adsorvidas, o que pode ser não produtivo como matéria-prima para obtenção de monossacarídeos. A análise estatística apontou as enzimas diferencialmente secretadas no secretoma e que foram escolhidas para expressão heteróloga. As enzimas TtCel7.2 e TtCel7.3 secretadas em fungo filamentoso e as enzimas TtβXil43, TtAraf54, Tex e TtGal5 expressas em bactéria exibiram temperatura ótima acima de 50 ºC e pH ligeiramente ácido. TtCel7.2 e TtCel7.3 exibiram diferenças de atividade e estabilidade térmica com 80% de atividade após 3 horas de incubação à 65 ºC. Palavras-chave: Thermothielavioides terrestris. Secretoma. Expressão heteróloga. Bagaço de cana-de-açúcar. ABSTRACT MULINARI, E. J. Secretome analysis of thermophilic fungus Thieavia terrestris: prospecting, heterologous expression and biophysical and biochemical characterization of some enzymes. 2019. 171p. Tese (Doutorado em Ciências) -4NF 4-nitrofenil 4NF-G2, 4-nitrofenil-celobiosídeo 4NF-X2 4-nitrofenil-xilobiosídeo AA do inglês, auxiliary activities ABD do inglês, arabinose binding domain AG Arabinogalactano I ANOVA do inglês, analysis of variance Araf arabinofuranosídeo Arap arabinopiranosídeo BEKP do inglês, bleached eucalyptus kraft pulp BG β-glucosidase BLASTP do inglês, basic local alignment search tool -protein BSA do inglês, bovine serum albumin CAZY do inglês, carbohydrate active enzymes database CAZymes do inglês, carbohydrate-active enzymes CBH I CBH de terminal não-redutor CBH II CBH de terminal redutor CBM do inglês, carbohydrate-binding module CD do inglês, circular dichroism CDD do inglês, conserved domain database CDH celobiose desidrogenase cDNA do inglês, complementary DNA CE do inglês, carbohydrate esterases CID do inglês, collision-induced dissociation CMC carboximetil celulose CRISPR/Cas9 do inglês, clustered regularly interspaced short palindromic repeats/ CRISPR associated protein 9 D.O. densidade óptica dATP do inglês, deoxyadenosine triphosphate DMSO do inglês, dimethyl sulfoxide DNA do inglês, deoxyribonucleic acid DNF-G2 dinitrofenil celobiosídeo DNS ácido 3,5-dinitrosalicílico dNTP do inglês, Deoxynucleotide triphosphates DTT ditiotreitol dTTP do inglês, Deoxythymidine triphosphate EC do inglês enzyme commission EDTA do inglês, ethylenediamine tetraacetic acid EG etilenoglicol ESTs do inglês, expressed sequence tags FCW do inglês, fungal cell wall FDR do inglês, false discovery rate FT-MS do inglês, fourier-transform mass spectrometry FWHM do inglês, full width at half maximum GalNAc do inglês, N-acetylgalactosamine Galp galactopiranosídeo GAPDH do inglês, glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase gDNA do inglês, genomic DNA GEF do inglês, guanine nucleotide exchange factors GH do inglês, glycoside hydrolases GHnc do inglês, glicoside hydrolise non classified Glu glucose GMC do inglês, glucose-methanol-choline GMQE do inglês, global model quality estimation GO Do inglês, Gene Ontology GPI do inglês, glycosylphosphatidylinositol GST glutationa S-transferase HP do inglês, hypothetical protein HPLC do inglês, high performance liquid chromatography iRNA RNA de interferência Kcat do inglês, Turnover number KEGG do inglês, Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes KM constante de Michaelis-Menten KO do inglês, KEGG orthology LB Luria-Bertani LC-MS/MS do inglês, liquid chromatography tandem mass spectrometry LIC do inglês, ligation independent cloning LNBio Laboratório Nacional de Biociências LPMO do inglês, lytic polysaccharide monooxygenase Man manose MIPS: do inglês, monoisotopic precursor selection mRNA RNA mensageiro NCBI: do inglês, National Center For Biotechnology Information NeuAc do inglês, N-acetylneuraminic acid Ni-NTA níquel-nitrilotriacético NMR do inglês, nuclear magnetic resonance NTSC do inglês, Normalized Total Spectrum Count PAD do inglês, pro-oxidant, antioxidant, and detoxification PAGE polyacrylamide gel electrophoresis PAS do inglês, periodic acid-Schiff PCA do inglês, principal component analysis PCR do inglês, polymerase chain reaction PEG polietilenoglicol PGK do inglês, phosphoglycerate kinase pI ponto isoelétrico PNGase F do inglês, peptide-N-glycosidase F RefSeq do inglês, reference sequence database RNA do inglês, ribonucleic acid
doi:10.11606/t.76.2020.tde-13052020-095131
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