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Título: Produção da proteína expansina BsEXLX1 com Komagataella pastoris
Autor(es): Lopes, Renan Stefanini
Orientador(es): Silva, Fabricio Machado
Coorientador(es): Gonçalves, Sílvia Belém
Assunto: Proteínas
Bioeconomia
BsEXLX1
Biomassa lignocelulósica
Data de publicação: 27-Abr-2017
Referência: LOPES, Renan Stefanini. Produção da proteína expansina BsEXLX1 com Komagataella pastoris. 2017. xiv, 89 f., il. Dissertação (Mestrado em Tecnologias Química e Biológica)—Universidade de Brasília, Brasília, 2017.
Resumo: O Brasil apresenta-se como um lugar favorável para a implementação de uma economia onde as principais fontes de energia e matérias-primas sejam de origem de processos renováveis. Para isso é necessário o melhor aproveitamento do chamado material lignocelulósico, que consiste na maior parte do material das plantas e que não é utilizado para a produção de alimento. A produção industrial de combustíveis vindo desse material tem se demonstrado um desafio por conta da estrutura complexa do material lignocelulósico. Nesse contexto as enzimas acessórias, como as expansinas, tem demonstrado grande potencial por apresentarem sinergismo com as enzimas celulases usadas na conversão da celulose e hemicelulose em açúcares simples. Este trabalho tem como intuito o estudo da produção da proteína expansina de origem bacteriana BsEXLX1 usando o organismo hospedeiro Komagataella pastoris em biorreator de bancada. Inicialmente foram realizados experimentos com a Pichia para estudar o comportamento da levedura em um sistema fechado de biorreator, e observou-se os efeitos que a agitação, quantidade de inóculo e pH têm sobre o consumo de glicose e produção de biomassa e etanol. Com esse estudo ficou claro a relação do pH mais ácido com a alta produção de etanol e alto consumo de glicose, a relação entre a quantidade de inóculo e a produção de etanol mostrou-se diretamente proporcional. Com base nesses resultados foram elaborados dois planejamentos fatoriais completos 25 em Erlenmeyers com Komagataella pastoris para a produção da proteína expansina BsEXLX1. Mediu-se as quantidades de proteínas solúveis produzidas, assim como as taxas de crescimento em variadas concentrações de glicose, glicerol e metanol.Concluiu-se que a condição que promove a maior areação em glicerol, com baixas concentrações de inoculo e metanol foram as ideais para a maior produção da proteína, chegando a 36% acima da média da produção.
Abstract: Brazil is a favorable place for the implementation of an economy where its main energy and feedstock source originates from renewable sources. For this to be accomplished it needs to make better use of lignocellulosic materials that makes up most of plant matter and it is not used as food production. The industrial production of fuel that comes from this feedstock has been a challenge due to the complex structure of the lignocellulosic material. In this scenario, the accessory enzymes, such as expansins, have shown great potential for having synergism with cellulase enzymes used for the conversion of cellulose and hemicellulose into simple sugars. The goal of this dissertation in to study the production of the bacterial expansin protein BsEXLX1 using as host organism Komagataella pastoris in a benchtop bioreactor. Initially it was performed experiments with Pichia to study the behavior of the yeast in a closed bioreactor system, and it was monitored the effects of agitation, inoculum concentration and pH in the consumption of glucose, and production of biomass and ethanol. This study shows a connection between the higher acidic conditions and higher ethanol production. It also shows the connection between the amount of inoculum and the production of ethanol, which demonstrated to be directly proportional. From this data, two 25 complete factorial analysis were performed in Erlenmeyers with K. pastoris for the production of expansin protein BsEXLX1. The soluble proteins concentrations were measured alongside with yeast growth in various concentrations of glucose, glycerol and methanol. It was concluded that the condition with most aeration in glycerol, with low methanol and inoculum concentrations were the ideal for greater protein productions, reaching up to 36% higher production than the average.
Informações adicionais: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Química e Biológica, 2017.
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