Estudos estruturais e bioquímicos de 10 enzimas com possível atividade de PET hidrolase oriundas de metagenoma antártico

• Main Author: Furtado, Adriano Alves
• Other Authors: Garratt, Richard Charles
• Format: Other/Unknown Material
• Language: Portuguese
• Published: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP 2023
• Subjects: CBM; PETase; PET; Difração de raios X; Cristalografia; Crystallography; PET (Polyethylene Terephthalate); CBM (Carbohydrate-binding module); X-ray Diffraction; Antarc*; Antarctic
• Online Access: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76133/tde-06102023-114452/; https://doi.org/10.11606/D.76.2023.tde-06102023-114452

Até o momento, os plásticos têm sido os produtos com maior acúmulo nos últimos anos e sua fragmentação tem sido um dos maiores poluentes. O polietileno tereftalato (PET) é um dos materiais mais utilizados na fabricação de garrafas descartáveis e tem sido o foco estratégico para decomposição e mitigação da poluição. No entanto, os processos desenvolvidos até agora têm sido ineficientes. Com a descoberta de enzimas que degradam o PET, surge a oportunidade de aplicação biotecnológica para minimizar esses problemas. Neste trabalho, estudamos 11 enzimas recombinantes da Antártica (e uma variação) com potencial atividade catalítica contra o PET, identificadas por metagenômica. Os parâmetros de expressão proteica foram otimizados em diferentes cepas de Escherichia coli e as purificações foram realizadas em duas ou três etapas (Cromatografia de Afinidade, Troca Iônica e Exclusão Molecular) com algumas adaptações. A partir das purificações, isolamos 10 proteínas . Os ensaios de cristalização levaram a cristais para 8 enzimas, das quais obtivemos 4 estruturas cristalográficas resolvidas entre 2,32 Å e 1,2 Å. Análises estruturais das estruturas resolvidas por difração de raios-X e estruturas teóricas geradas pelo AlphaFold2 foram realizadas por meio de docking molecular entre as enzimas e um fragmento de PET. Essas análises revelaram mudanças sequenciais e estruturais críticas. Com a intenção de acumular um maior conhecimento sobre PETase, que poderia ser empregada na melhoria das enzimas para fins biotecnológicos, experimentos biofísicos e bioquímicos foram realizados, onde observamos comportamentos distintos tanto para a estabilidade térmica quanto para atividade. Plastics have been the most accumulated products in recent years, and their fragmentation has become one of the major pollutants. Polyethylene terephthalate (PET) is one of the most commonly used materials in the production of disposable bottles and has been a strategic focus for decomposition and ...