Orientador: Munir Salomão Skaf

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química

Resumo: A biomassa lignocelulósica proveniente do bagaço de cana-de-açúcar e de outras matérias-primas é um material altamente promissor para a geração de biocombustíveis renováveis e ambientalmente positivos. A melhor opção para a conversão dessa biomassa em açúcares solúveis fermentáveis a etanol,...

Resumo: A biomassa lignocelulósica proveniente do bagaço de cana-de-açúcar e de outras matérias-primas é um material altamente promissor para a geração de biocombustíveis renováveis e ambientalmente positivos. A melhor opção para a conversão dessa biomassa em açúcares solúveis fermentáveis a etanol, em termos de rendimento e de vantagens ambientais, é a catálise enzimática. Mas esta é também a etapa mais cara do processo de obtenção de etanol de segunda geração devido à baixa eficiência e alto custo dos coquetéis enzimáticos atualmente disponíveis para este fim. Para tornar estes processos mais eficientes e economicamente viáveis, é preciso aprofundar nossa compreensão dos mecanismos de hidrólise celulolítica. Grande investimento em pesquisa tem sido empregado com esta finalidade e, como parte disto, este trabalho consiste em um conjunto de pesquisas desenvolvidas na área de simulação computacional via dinâmica molecular de três enzimas celulolíticas: 1) Laminarinase de Rodhothermus marinus; 2) Endoglucanase 3 de Trichoderma harzianum e 3) b- glicosidase de Aspergillus niger. De modo geral, estes estudos visaram investigar a relação entre o arranjo estrutural e propriedades mensuráveis em laboratório interessantes na avaliação da performance destes biocatalisadores, como afinidade pelo substrato e estabilidade térmica. Como parte do Projeto Temático BioEn, financiado pela FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo), estes estudos computacionais foram realizados em estreita colaboração com grupos de biofísicos estruturais e biólogos moleculares, sendo a escolha dos três temas embasada em resultados experimentais

Abstract: The lignocellulosic biomass from sugar cane bagasse and from other raw materials is a highly promising material for the generation of renewable and environmentally positive fuels. In terms of performance and environmental advantages, the best option for converting this biomass into soluble...

Abstract: The lignocellulosic biomass from sugar cane bagasse and from other raw materials is a highly promising material for the generation of renewable and environmentally positive fuels. In terms of performance and environmental advantages, the best option for converting this biomass into soluble sugars to produce ethanol is the enzymatic catalysis. However, this is also the most expensive step of the second-generation ethanol production due to the low efficiency and high cost of the currently available enzyme cocktails. In order to make the process more efficient and economically viable, it is necessary to deepen the understanding of the cellulolytic hydrolysis mechanisms. Great investment in research has been employed for this purpose, and as part of these efforts, this work consists on a set of molecular dynamics studies of three cellulolytic enzymes, namely: 1) laminarinase from Rodhothermus marinus; 2) Endoglucanase 3 from Trichoderma harzianum and 3) b-glucosidase from Aspergillus niger. In general, these studies aimed to investigate the relationship between the structural arrangement and experimental data that are interesting for the biocatalyst performance evaluation, such as affinity to the substrate and thermal stability. As part of the BioEn Thematic Project, funded by FAPESP (Research Foundation of the State of São Paulo), these computational studies were carried out in close collaboration with structural biophysicists and molecular biologists. The choice of the three proteins considered here was based on these experimental studies