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Tipo: Dissertação
Título: Produção, purificação, caracterização e avaliação do potencial biotecnológico da endo-xilanase do fungo termofílo Humicola brevis var. thermoidea
Autor(es): ALINE PEREIRA DE ALMEIDA
Primeiro orientador: Douglas Chodi Masui
Resumo: A biodegradação da biomassa lignocelulósica, particularmente da hemicelulose, depende de um grupo de enzimas denominado de complexo hemicelulolítico, produzidas principalmente por fungos e bactérias. Dentre estas hemicelulases, as endo-xilanases têm sido amplamente utilizadas com objetivo de se valorizar a hemicelulose na aplicação em bioprocessos. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi produzir, purificar, caracterizar e avaliar o potencial biotecnológico da endo-xilanase de Humicola brevis var. thermoidea na sacarificação da biomassa lignocelulósica. Com este intuito, a partir do coquetel enzimático obtido através de fermentação em estado sólido, a endo-xilanase nativa (XylHb) foi purificada. A caracterização biofísica das estruturas secundárias por dicroísmo circular indicaram a predominância de folhas β, uma característica típica de endo-xilanases da família GH11 e a análise da fluorescência intrínseca dos Trp indicaram que a proteína tem o seu enovelamento terciário com os resíduos de Trp imersos em um ambiente hidrofóbico. Os resultados das caracterizações bioquímicas e cinéticas da XylHb indicaram que a enzima apresentou uma maior tolerância em uma ampla faixa de pH, temperatura, NaCl e etanol, tendo um melhor desempenho em hidrolisar a xilana birchwood em temperaturas de 50 e 60 ºC quando compara a xilanase comercial (Cellic®HTec2). Os ensaios de hidrólise do bagaço de cana-de-açúcar pré-tratado hidrotérmicamente demonstraram que a suplementação de Cellic®CTec2 com XylHb apresentaram interações sinérgicas e elevaram significativamente a liberação de glicose e açúcares redutores totais quando comparados ao padrão comercial Cellic®Ctec2 individual. Assim, a XylHb purificada do extrato enzimático de H. brevis var. thermoidea por apresentar propriedades físico-químicas potenciais, performances e sinergismo com celulase comercial, que são características importantes para a aplicação em ambiente industrial, poderá contribuir como uma alternativa biotecnológica promissora para aplicação e valorização da hemicelulose na produção de bioprodutos.
Abstract: The biodegradation of lignocellulosic biomass, particularly hemicellulose, depends on a group of enzymes called the hemicellulolytic complex, produced mainly by fungi and bacteria. Among these hemicellulases, endo-xylanases have been widely used to enhance hemicellulose in applications in bioprocesses. In this context, this work aimed to produce, purify, characterize and evaluate the biotechnological potential of Humicola brevis var. thermoidea in saccharification of lignocellulosic biomass. For this purpose, the native endo-xylanase (XylHb) was purified. The biophysical characterization of the secondary structures by circular dichroism indicated the predominance of β sheet, a typical characteristic of endo-xylanases of the GH11 family, and the intrinsic fluorescence of Trp analysis indicated that the protein has its tertiary folding with the Trp residues immersed in a hydrophobic environment. The results of the biochemical and kinetic characterizations of XylHb indicated that the study enzyme had a higher tolerance over a wide range of pH, temperature, NaCl, and ethanol, having a better performance in hydrolyzing birchwood xylan at temperatures of 50 and 60 ºC when comparing commercial xylanase (Cellic®HTec2). The hydrolysis assays of the hydrothermally pretreated sugarcane bagasse demonstrated that the supplementation of Cellic®CTec2 with XylHb showed synergistic interactions and significantly increased the release of glucose and total reducing sugars when compared to the individual Cellic®Ctec2 commercial standard. Thus, a purified XylHb from the enzymatic extract of H. brevis var. thermoidea, due to its physical-active properties, performance, and synergism with commercial cellulase, which are important characteristics for application in an industrial environment, can contribute as a promising biotechnological alternative, application, and valorization of hemicellulose in the production of bioproducts.
Palavras-chave: Endo-xilanase, Cellic®HTec2, Sinergia, Sacarificação
País: Brasil
Editor: Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Sigla da Instituição: UFMS
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/3809
Data do documento: 2021
Aparece nas coleções:Programa de Pós-graduação em Bioquímica e Biologia Molecular - SBBq

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