Functional and structural characterization of the first arabinofuranosidase of the Thielavia terrestris from family 62 dimerized through the domain swapping

As enzimas hidrolíticas são consideradas, por plena definição, aquelas com a capacidade de realizar a reação de hidrólise. Devido à sua capacidade de degradar substâncias naturais, as enzimas hidrolíticas são de grande uso industrial e podem ser aplicadas nas indústrias têxtil, alimentar, farmacêutica, biocombustíveis- agrícola, assim como na produção de derivados biotecnológicos de maior valor agregado. Conhecidas como enzimas que liberam arabinose e arabinofuranose, as arabinofuranosidases da família 62 são capazes de quebrar as conexões de arabinoxilanos. A importância biotecnológica de tais proteínas é desde o uso na agricultura à indústria. Elas podem ser utilizadas, por exemplo, em coquetéis na digestão de alimentos para animais, vinhos e para melhorar a eficiência de clarificação de sucos. Além disso, sua ação de deslignificação é promissora na degradação da biomassa para a produção de bicombustíveis. Este projeto procura realizar a clonagem, expressão heteróloga em bactérias e caracterização estrutural de uma α-L-arabinofuranosidase do fungo termofílico Thielavia terrestris. Esta enzima pertence à família 62 das hidrolases de glicosídeos, que é conhecida por melhorar a ação das celulases e, portanto, de interesse na degradação da biomassa lignocelulósica, como o bagaço de cana-de-açúcar. Estudos biofísicos, bioquímicos e estruturais apresentados neste estudo buscam promover a compreensão dos mecanismos de ação desta enzima e sua aplicação na hidrólise do bagaço de cana-de-açúcar. O trabalho destaca uma estrutura tridimensional inédita dentro da família 62 portadora de um fenômeno conhecido como domain swapping, possibilitando maiores investigações dentro do grupo das arabinofuranosidases.Hydrolytic enzymes are considered, for the full definition, those with the ability to perform the hydrolysis reaction. Because of their ability of degrading natural substances, hydrolytic enzymes are of wide industrial use and can be applied in the textile, food, pharmaceutical, and agricultural industries, in addition to being used in the production of biofuels. Known as enzymes that release arabinose, the arabinofuranosidases from family 62 are able to break arabinoxylans connections. The biotechnological importance of these proteins are used in the agricultural and industry. These enzymes are employed to process as cocktails for animal feed digestion, wines and to improve the efficiency of juices clarification. Moreover, its delignification action is promising in the biomass degradation for biofuel production. This project seeks to carry out cloning, heterologous expression in bacteria and characterization of an α-L-arabinofuranosidase from thermophilic fungus Thielavia terrestris. This enzyme belonging to the glycoside hydrolase family 62, which is known to enhance the action of cellulases, and thus of interest in the lignocellulosic biomass degradation such as sugar cane bagasse. This study will characterize the protein structure and biochemistry in order to understand the mechanism and optimal conditions of action. The biophysical, biochemical and structural tests seek to promote an understanding of the mechanisms of action of this enzyme and its application in the hydrolysis of sugarcane bagasse. The work shows a new three- dimensional structure within the family 62 caused by a phenomenon known as domain swapping. Thus, it is possible to predict further investigations on the arabinofuranosidases group