Caracterização de enzimas auxiliares (REDOX) do cupim Coptotermes gestroi que atuam em conjunto com hidrolases glicolíticas : Characterization of auxiliary enzymes (REDOX) from the termite Coptotermes gestroi that cooperate with glycolytic hydrolases

A descoberta de novas fontes enzimaticas para degradacao e detoxificacao da lignocelulose em acucares fermentesciveis e considerada o maior gargalo para a viabilidade das biorefinarias de etanol de segunda geracao (2G). Na natureza, os cupins sao sistemas biologicos modelos para o estudo da conversao da biomassa vegetal. Deste modo, o cupim inferior Coptotermes gestroi utiliza como fonte de nutrientes a madeira, fazendo o uso desta biomassa recalcitrante atraves de uma complexa simbiose entre si como hospedeiro e seus simbiontes procarioticos e eucarioticos. Apos o uso das tecnologias "omicas", pose-se explorar melhor a biologia dos cupins, em especial aspectos enigmaticos sobre a relacao holobiontica, bioquimica e fisiologica relacionada a sua dieta. Ha muitos indicios sobre uma classe inexplorada de proteinas endogenas, enzimas pro-oxidantes, antioxidantes e detoxificantes (PADs) e enzimas auxiliares (AAs), que demonstram que estas enzimas poderiam ter um papel fundamental na conversao de lignocelulose pelos cupins inferiores. Portanto, a hipotese deste trabalho versa sobre o cupim C. gestroi quanto a presenca de um sistema de degradacao e detoxificacao de biomassa lignocelulosica que complementa as hidrolases glicoliticas. Para isso, neste trabalho foram conduzidos estudos enzimaticos, eletroquimicos, fermentativos e microscopicos visando o estudo das enzimas endogenas de cupim, de maneira a atribui-las potencial de aplicacao biotecnologica. As enzimas endogenas do cupim, endoglucanase (CgGH9-1), aldoketo redutase (CgAKR-1-1) e superoxido dismutase (CgSOD-1) foram imunolocalizadas no aparelho digestivo de C. gestroi, confirmando a presenca destas na digestomica do inseto. Foi encontrado que, CgSOD-1, CgAKR-1, CgADH-1 (Alcool desidrogenase), CgLAC-1 (Lacase) atuam em sinergismo dependente de especies reativas de oxigenio (EROs) durante a suplementacao de coqueteis celulasicos. Outra aplicacao encontrada para CgAKR-1 foi sua capacidade de agente detoxificante de biomassas contra os fenolicos aldeidicos inibidores de fermentacao. Foi identificada a primeira LPMO da familia AA10 em animais (CgAA10-2), que foi caracterizada e capaz de oxidar a celulose. CgGOX-1 apresentou atividade de glicose oxidase, o que permitiu o desenvolvimento de uma biopilha de acucares provenientes de bagaco de cana de acucar hidrolisado. CgCAT-1 uma catalase, apresentou alta similaridade com uma catalase de R. flavipes. Em vias gerais todas estas enzimas identificadas apresentaram relacao com a digestomica do inseto, reforcando o papel das enzimas endogenas do cupim para a degradacao da biomassa, detoxificacao de xenobioticos e atividade pro e antioxidante, ampliando o conhecimento da biologia deste inseto. Por ultimo, estas enzimas apresentam um grande potencial para as biorefinarias, como enzimas com multiplos propositos e com caracteristicas integrativas, visando a consolidacao dos processos envolvendo a producao de etanol 2G. Abstract