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Clonagem e expressão heteróloga de uma lacase indentificada no transcriptoma de cupins da espécie Heterotermes tenuis para uso biotecnológico industrial
Anderson Cunha, Iara Ciancaglini

Última alteração: 2021-02-25

Resumo


INTRODUÇÃO: Lacases são glicoproteínas monoméricas presentes no grupo das multicobre oxidases, sendo assim classificadas por apresentarem habilidade oxidativa em decorrência dos seus centros de cobre. Tais enzimas são responsáveis pela oxidação de uma gama variada de substratos, e, além disso, estão envolvidas na melanização da cutícula de insetos. Vale salientar seu uso na etapa de pré-tratamento da biomassa na produção industrial do etanol de segunda geração, em decorrência de sua capacidade em degradar a estrutura rígida da lignina. Os cupins são insetos eusociais que possuem alta capacidade de degradar biomassa, tornando-se alvos potenciais para bioprospecção desta enzima para aplicação industrial. Estudos realizados pelo nosso grupo analisando o transcriptoma de espécies de cupins brasileiros identificou alta expressão de novas possíveis lacases. A espécie escolhida para este trabalho foi Heterotermes tenuis, uma praga da cana-de-açúcar (matéria-prima da produção de etanol), ademais, tal espécie possui forrageio noturno, o que indica a possível produção de enzimas com características divergentes das já conhecidas. OBJETIVOS: Amplificar a região codificadora, clonar e expressar a enzima em sistemas heterólogos eucarióticos – levedura Pichia pastoris -, buscando analisar sua atividade enzimática para uma possível aplicação industrial. MATERIAL E METÓDOS: O RNA total de H. tenuis foi extraído e o RNAm convertido a cDNA com uso da SuperscriptIII (Invitrogen). Os iniciadores foram desenhados usando a sequência identificada na análise do transcriptoma desta espécie. As análises in silico da proteína para predição de estrutura e glicosilação foram realizadas utilizando ferramentas de bioinformática. DISCUSSÃO E RESULTADOS: Infelizmente, mesmo após variados testes e alterações de protocolo, não foi possível obter a amplificação da sequência codificante da lacase. Uma possível explicação seja que a sequência encontrada no transcriptoma seja proveniente de simbiontes e que, por isso, a quantidade de RNAm presente no RNA total extraído não tenha sido suficiente para sua amplificação. No entanto, com a sequência de nucleotídeos obtida, fizemos avaliações in silico que nos sugeriram que a enzima resultante apresenta um alto grau de glicosilação e, também, alterações em seu sítio catalítico, diferenciando-a de outras lacases já descritas na literatura. Essa sequência será enviada para síntese no vetor de expressão pPICZαA para expressão na levedura Pichia pastoris. Experimentos visando à amplificação de uma xilanase, que também apresenta importância na produção de etanol de segunda geração por catalisar a clivagem das ligações β-1,4 da cadeia principal da xilana, principal constituinte da hemicelulose, estão também sendo conduzidos com resultados muito promissores. CONCLUSÃO: Apesar de não obtermos sucesso na amplificação da enzima proposta, nossos resultados in silico evidenciaram o potencial de aplicação da enzima identificada e sua diferença de outras lacases já descritas. Por isso, acreditamos que com sua síntese química baseada na sequência identificada no transcriptoma dessa espécie de cupim possamos obter uma enzima capaz de aprimorar o processo de produção de etanol de segunda geração. Isto, a fim de melhorar o rendimento e reduzir os custos de produção deste importante biocombustível.


Palavras-chave


expressão heteróloga, cupim, lacase, biotecnologia