Caracterização proteômica, identificação de proteínas acessórias e avaliação do potencial hidrolítico de um preparado celulásico obtido a partir de bagaço de cana por Trichoderma harzianum visando à aplicação na produção de etanol 2G

O Brasil tem avançado no desenvolvimento de tecnologias para a produção de etanol de segunda geração, contudo, um dos principais gargalos tecnológicos deste processo relaciona-se à dependência de empresas estrangeiras quanto à produção de enzimas necessárias à sacarificação da celulose.

O objetivo deste estudo foi desenvolver um preparado celulásico por Trichoderma harzianum IOC 3844 utilizando celulignina parcialmente deslignificada como fonte de celulose. Esta estirpe mostrou ser um potencial produtor de celulases quando cultivado em biorreator instrumentado sob condições ótimas, apresentando elevada produção enzimática e alta produtividade volumétrica (CMCase, 27.017,6 U/L; FPase, 1.225,9 U/L, β-glucosidase, 609,4 U/L, e avicelase 577,0 U/L em 42 horas), com 261,6 mg/L de proteínas totais.

A caracterização proteômica através da técnica de LC/MS-MS revelou a presença de 117 proteínas constituintes do secretoma deste microrganismo, das quais 67% são glicosil hidrolases, um importante grupo de enzimas envolvidas na degradação da biomassa lignocelulósica; além de módulo de ligação ao carboidrato (CBM; 1%), proteínas de atividade acessória (AA9; 1%), swolenina (1%), carboidrato esterase (1%), protease (5%), lipase (1%), proteínas desconhecidas (10%), dentre outras. Em relação ao conteúdo total de proteínas, o grupo majoritário foi o de celulases (38%), enquanto que as hemicelulases também foram bem representativas (23%), e as demais proteínas constituíram 39% do proteoma. O extrato enzimático de T. harzianum foi concentrado, apresentando elevadas atividades enzimáticas [1.034.801,1 U/L (CMCase), 46.661,5 U/L (FPase), 23.750,7 U/L (β-glucosidase) e 21.200,5 U/L (avicelase)].

Este preparado celulásico foi aplicado na hidrólise enzimática de celuliginina de bagaço de cana, sendo eficiente na conversão de celulose em açúcares fermentáveis para a produção de etanol de segunda geração. O valor máximo de eficiência de hidrólise obtido neste estudo foi de 65%. Por fim, uma das proteínas identificadas no secretoma de T. harzianum e de relevante importância na etapa de amorfogênese da hidrólise enzimática, swolenina, foi produzida por expressão heteróloga em Aspergillus niger. A concentração da swolenina recombinante foi de 197,1 mg/L, o que equivaleu a 93 vezes a concentração desta proteína no preparado celulásico de T. harzianum obtido em condições nativas, sinalizando seu potencial de aplicação na amorfogênese de biomassas celulósicas e aprimoramento deste preparado enzimático.

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