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Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado

Centro: Não Informado

Departamento: Não Informado

Dimensão Institucional: Pós-Graduação

Dimensão ODS: Ambiental

Tipo do Documento: Tese

Título: ENGENHARIA GENÔMICA DE LINHAGENS DE SACCHAROMYCES CEREVISIAE VISANDO PREVENIR A ENDOCITOSE DE TRANSPORTADORES DE AÇÚCARES E AUMENTAR A PRODUÇÃO DE ETANOL

Orientador
  • BORIS JUAN CARLOS UGARTE STAMBUK
Aluno
  • ANGELA ALVES DOS SANTOS

Conteúdo

Modificar geneticamente a levedura saccharomyces cerevisiae para permitir a utilização eficiente de xilose é crucial para o sucesso das biorrefinarias baseadas em biomassa de cana-de-açúcar, sobretudo para a produção do etanol de segunda geração, uma vez que a xilose é o segundo açúcar mais abundante nos hidrolisados lignocelulósicos. entre as modificações genéticas necessárias, o transporte da pentose para o interior das células é um alvo interessante uma vez que é um dos passos limitantes para a eficiente fermentação deste açúcar. as estratégias para aumentar o transporte de xilose em s. cerevisiae incluem a modificação das permeases endógenas, e a expressão heteróloga de transportadores isolados de leveduras naturalmente fermentadoras de xilose. contudo, s. cerevisiae possui um sistema de regulação pós-traducional que leva à endocitose e degradação de transportadores de membrana, mecanismo que depende da ubiquitinação dos transportadores pelo complexo arrestina-rsp5. além disso, os domínios citosólicos amino e/ou carboxi-terminal dos transportadores contendo lisinas também fazem parte do processo endocítico. neste trabalho, em uma primeira abordagem, construímos linhagens de s. cerevisiae recombinantes, a partir de uma cepa hxt-null, com os genes rod1 e/ou rog3 deletados (que codificam as arrestinas art4 e art7, respectivamente), e avaliamos a capacidade de crescimento e fermentação dessas cepas expressando heterologamente os transportadores de xilose spxut1 e saxut1 , provenientes das leveduras naturalmente fermentadoras de xilose spathaspora passalidarum e spathaspora arborariae, respectivamente. nossos resultados revelaram que a deleção do gene rog3 (art7), mas não do gene rod1 (art4), permitiu melhor crescimento das células em meios contendo glicose e melhor consumo desta fonte de carbono, indicando que, nessa condição, a ausência da art7 pode ter ocasionado a permanência dos dois transportadores nas membranas celulares, aumentando o consumo da hexose. no entanto, as deleções gênicas não melhoraram o perfil de crescimento ou fermentação de xilose pelas linhagens expressando os transportadores, o que indica que outras arrestinas podem fazer parte desse processo em meios contendo apenas xilose. em outra abordagem, utilizamos uma cepa industrial de s. cerevisiae derivada da cat-1 capaz de utilizar xilose (linhagem mp-c5), onde sobre-expressamos o transportador endógeno de baixa afinidade e alta capacidade hxt1 e truncamos sua porção amino-terminal, originando a cepa mp-c5h1 (padh1::[4-59¿]hxt1). a estratégia desenvolvida manteve o transportador nas membranas celulares, tanto em meios contendo glicose como em xilose como única fonte de carbono, e permitiu o consumo total da xilose presente no meio (˜40 g l-1) em 48 horas de fermentação, com produção de ˜15 g l-1 de etanol, enquanto a cepa parental mp-c5 deixou ˜18% da pentose sem ser consumida. portanto, estes resultados destacam a importância da estabilização do transportador hxt1 na membrana plasmática de s. cerevisiae para a fermentação eficiente de xilose. assim sendo, as informações obtidas neste trabalho contribuem tanto para aumentar o conhecimento acerca da relação de arrestinas e transportadores de xilose heterólogos, quanto na aplicação de estratégias genômicas em cepas industriais. a linhagem industrial recombinante desenvolvida (mp-c5h1) constitui uma importante cepa para ser testada futuramente em fermentações industriais de hidrolisados lignocelulósicos.

Índice de Shannon: 3.86232

Índice de Gini: 0.924906

ODS 1 ODS 2 ODS 3 ODS 4 ODS 5 ODS 6 ODS 7 ODS 8 ODS 9 ODS 10 ODS 11 ODS 12 ODS 13 ODS 14 ODS 15 ODS 16
3,77% 7,47% 4,34% 3,59% 3,64% 4,22% 11,47% 7,66% 9,42% 3,61% 9,94% 11,35% 5,18% 5,87% 5,07% 3,40%
ODS Predominates
ODS 7
ODS 1

3,77%

ODS 2

7,47%

ODS 3

4,34%

ODS 4

3,59%

ODS 5

3,64%

ODS 6

4,22%

ODS 7

11,47%

ODS 8

7,66%

ODS 9

9,42%

ODS 10

3,61%

ODS 11

9,94%

ODS 12

11,35%

ODS 13

5,18%

ODS 14

5,87%

ODS 15

5,07%

ODS 16

3,40%