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Abstract:
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O etanol de 2ª geração (2G) é uma alternativa energética que diminui os impactos ambientais gerados pela utilização dos combustíveis fósseis. A fermentação da xilose, que é o segundo principal açúcar constituinte da biomassa lignocelulósica, é necessária para que se estabeleça uma produção industrial eficiente de etanol 2G. Entretanto, a levedura Saccharomyces cerevisiae, que é o organismo melhor adaptado para as condições industriais, não é capaz de utilizar esse, sendo necessária a utilização de uma cepa recombinante que possua as enzimas necessárias para a metabolização da xilose, como a xilose redutase, xilitol desidrogenase e xilucinase. O primeiro passo na via de metabolização é a internalização do açúcar, que se dá por meio de transportadores, que são proteínas integrais de membrana. Vários organismos da biodiversidade brasileira metabolizam a xilose de forma eficiente, sendo uma possível fonte de transportadores de xilose. Foram identificados, por análise de similaridade com sequências depositadas no banco de dados (NCBI), três possíveis transportadores deste açúcar: FRS1 de Spathaspora passalidarum, e SUT4 e SUT6, ambos de Spathaspora arborariae, todos apresentando similaridade com outros transportadores de xilose já conhecidos. Assim, esse trabalho teve como objetivo a construção de linhagens recombinantes de S. cerevisiae contendo esses transportadores de açúcares e posterior análise dos perfis de crescimento e fermentação das mesmas. Uma vez construídas as linhagens recombinantes (DLGK1-SUT4, DLGK1-SUT6, DLGK1-FRS1 e DLGK1-GPD), foi analisado o perfil de crescimento das mesmas sobre diferentes fontes de carbono (maltose, glicose, xilose, frutose e galactose). Também foram realizados experimentos de fermentação em batelada, na presença de glicose, xilose ou em co-fermentação desses dois açúcares, simulando condições industriais. Tanto nos ensaios de crescimento quanto nos ensaios de fermentação foram mensurados o consumo dos açúcares, a produção de etanol e outros metabólitos da fermentação (glicerol e xilitol). Como resultado, obteve-se duas cepas (DLGK1-SUT4 e DLGK1-SUT6) capazes de consumir glicose. A linhagem com o transportador SUT4 também apresentou capacidade de consumir xilose, porém, o consumo foi baixo e a linhagem apresentou fenótipo de floculação, indicando uma condição de estresse. O baixo consumo de xilose pela cepa contendo o gene SUT4 pode ser devido a esse transportador estar sendo removido da membrana plasmática através de endocitose mediada por ubiquitinação. A cepa contendo o gene FRS1 não apresentou características fenotípicas que indiquem que esse gene é um transportador de açúcar funcional em S. cerevisiae. |
