Análise comparativa de complexos multienzimáticos do secretoma de Trichoderma harzianum cultivado em bagaço de cana e fontes definidas de carbono

Abstract

O bioetanol, fonte de energia renovável, é produzido principalmente por meio da fermentação da sacarose produzida por vegetais. No entanto, os polissacarídeos presentes nos resíduos lignocelulósicos ainda contém grande quantidade de energia armazenada. Esses resíduos são considerados recalcitrantes, por serem de difícil acesso para as enzimas hidrolíticas. Ao longo da evolução, muitos microrganismos adquiriram a capacidade de mobilizar a matéria e a energia armazenadas nesse material, com um diversificado arsenal de enzimas hidrolíticas. Os fungos filamentosos se destacam dentre esses microrganismos, como por exemplo os do gênero Trichoderma. Estudos anteriores do grupo mostraram que a cepa T4 do fungo T. harzianum, quando cultivado em bagaço de cana, tem proteínas organizadas em complexos multienzimáticos no seu secretoma. O presente estudo visou verificar se fontes definidas de carbono presentes no bagaço de cana (celulose e xilana) seriam capazes de induzir individualmente a produção de complexos multienzimáticos, se sua composição seria a mesma dos observados em bagaço de cana ou depende da fonte de carbono e se esses complexos seriam compostos por enzimas capazes de hidrolisar várias fontes de carbono. Os fungos foram cultivados em meio sólido e posteriormente inoculados em meio líquido contendo as fontes de carbono. Após nove dias, os secretomas foram filtrados, dialisados, concentrados e submetidos a SDS-PAGE, 1D-BN-PAGE e 2D-BN/SDS-PAGE. Os resultados das análises eletroforéticas mostraram várias diferenças entre os secretomas dos diferentes tipos de meio de cultivo. No 2D-BN/SDS-PAGE, comprovou-se a presença de complexos devido à decomposição das bandas da primeira dimensão em diversos spots na segunda dimensão. A identificação por LC-MS/MS das bandas de 1D-BN-PAGE revelou a presença de complexos putativos. As proteínas identificadas com maior confiança foram discutidas, sendo que 23,7% delas eram comuns às três fontes de carbono. Essas proteínas eram todas Enzimas Ativas em Carboidratos (CAZimas), exceto uma proteína de Indução de Resistência Local e Sistêmica (ISR), a Epl1. A composição dos complexos se mostrou dependente das fontes de carbono. A presença de proteínas como a “Glycosyl hydrolase family 3 N terminal domain-containing protein” em quase todas as bandas de celulose e xilana, a aldose-1-epimerase em todas as bandas de xilana e duas bandas do bagaço, a feruloil esterase B somente em bandas de bagaço de cana e a proteína Epl1 em complexos de todos os tipos levanta hipóteses para a presença de proteínas organizadoras de complexos, talvez com função análoga à das escafoldina nos celulossomas. Caracterizações mais precisas dos complexos, incluindo de atividade enzimática, composição, padrões de interação e estruturas estão entre as perspectivas do trabalho. Para permitir isso, técnicas de purificação de complexos já estão em processo de implementação no laboratório, para etapas subsequentes do projeto.