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Tipo do documento: Tese
Título: Caracterização estrutural in silico e produção recombinante de uma lignina peroxidase de Trametes villosa
Autor: Ferreira, Edjane Bastos 
Primeiro orientador: Benevides, Raquel Guimarães
Primeiro coorientador: Pirovani, Carlos Priminho
Segundo Coorientador: Freitas, Humberto Fonseca de
Resumo: A lignina peroxidase (LiP) (EC 1.11.1.14) é uma enzima produzida por fungos de decomposição branca, e de grande interesse biotecnológico devido a sua capacidade de degradar lignina e seu potencial uso em aplicações industriais e ambientais, especialmente na produção de biocombustível. Apesar de numerosos estudos com extrato fungico de LiP, a produção ainda enfrenta desafios como baixo rendimento, instabilidade e dificuldade de purificação. Entre as alternativas que pode ser explorada para superar essas limitações é a produção recombinante em Escherichia coli. Diante desse cenário o objetivo desse trabalho foi selecionar, caracterizar in silico e produzir de forma recombinante, em E. coli, uma sequência consenso de lignina peroxidase do genoma do fungo Trametes villosa, para aplicação futura na produção de bioetanol. Os resultados obtidos demostraram que foi possível a seleção de uma sequência consenso de LiP do genoma de T. villosa (LiP1820), o modelo gerado a partir da sequência apresentou alta confiabilidade. Nos estudos de dinâmica molecular os dados de RMSD, ΔRMSF e RG apontam maior flexibilidade, melhor conformação e compactação em pH 3, indicando possível facilitador para a entrada do substrato. O rSurf apresentou uma maior superfície de contato em pH 3 o que favorece uma conformação mais ajustada, no entanto quando avaliamos o MM-PBSA e o FEL, observamos que em pH neutro a proteína se apresenta mais estável, indicando que essa alta estabilidade pode esta associada a alta rigidez em pH neutro dificultando o acesso ao substrato o que não é observado em pH ácido. A enzima LiP1820 de T. villosa foi expressa em E. coli com vetores pET28a e pET32a e cepas BL21 (DE3) pLySs e Rosetta™ (DE3). Apenas a construção pET32a em Rosetta™ (DE3), cultivada em meio TB, resultou em enzima ativa após refolding, com atividade máxima em pH e temperatura de 4,0 e 6,0 a 50 °C. Diante desse cenário de obtenção dessa enzima na forma ativa e seu valor biotecnologico, os avanços na produção recombinante abre caminhos para aplicação industrial, tornando sua produção viável e estratégica para o desenvolvimento de tecnologias limpas, sendo este o primeiro relato de produção recombinante de LiP de T. villosa em E. coli.
Abstract: Lignin peroxidase (LiP) (EC 1.11.1.14) is an enzyme produced by white decay fungi and is of great biotechnological interest due to its ability to degrade lignin and its potential use in industrial and environmental applications, especially in biofuel production. Despite numerous studies with fungal extracts of LiP, production still faces challenges such as low yield, instability, and difficult purification. Alternatives that can be explored to overcome these limitations include recombinant production in Escherichia coli. Therefore, the objective of this work was to select, characterize in silico, and recombinantly produce, in E. coli, a consensus sequence for lignin peroxidase from the genome of the fungus Trametes villosa, for future application in bioethanol production. The results demonstrated that it was possible to select a consensus sequence for LiP from the genome of T. villosa (LiP1820), and the model generated from the sequence showed high reliability. In molecular dynamics studies, RMSD, ΔRMSF, and GR data indicate greater flexibility, better conformation, and compaction at pH 3, indicating a possible facilitator for substrate entry. rSurf presented a larger contact surface at pH 3, favoring a more adjusted conformation. However, when we evaluated MM-PBSA and FEL, we observed that at neutral pH the protein was more stable, indicating that this high stability may be associated with high rigidity at neutral pH, hindering substrate access, which is not observed at acidic pH. The T. villosa LiP1820 enzyme was expressed in E. coli with pET28a and pET32a vectors and strains BL21 (DE3), pLySs, and Rosetta™ (DE3). Only the pET32a construct in Rosetta™ (DE3), grown in TB medium, resulted in an active enzyme after refolding, with maximum activity at pH 4.0 and 6.0 at 50°C. Given this scenario of obtaining this enzyme in its active form and its biotechnological value, advances in recombinant production pave the way for industrial application, making its production viable and strategicfor the development of clean technologies. This is the first report of recombinant production of LiP from T. villosa in E. coli.
Palavras-chave: Lignase
Biocombustível
Dinâmica molecular
Poliporo
E. coli
Atividade enzimática
Lignase
Biofuel
Molecular dynamics
Polypore
E. coli
Enzymatic activity
Área(s) do CNPq: CIENCIAS BIOLOGICAS
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual de Feira de Santana
Sigla da instituição: UEFS
Departamento: DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA
Programa: Doutorado Acadêmico em Biotecnologia
Citação: FERREIRA, Edjane Bastos. Caracterização estrutural in silico e produção recombinante de uma lignina peroxidase de Trametes villosa, 2025, 103f., Tese (doutorado) - Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Universidade Estadual de Feira de Santana, Feira de Santana.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede2.uefs.br:8080/handle/tede/1974
Data de defesa: 29-Jul-2025
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