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dc.creatorVIRGOLINO, Rodrigo Rodrigues-
dc.date.accessioned2025-02-04T16:26:06Z-
dc.date.available2025-02-04T16:26:06Z-
dc.date.issued2024-03-
dc.identifier.citationVIRGOLINO, Rodrigo Rodrigues. Caracterização molecular in silico de uma mono-oxigenase lítica de polissacarídeo cianobacteriana. Orientador: Evonnildo Costa Gonçalves. 2024. 83 f. Tese (Doutorado em Biotecnologia) - Universidade Federal do Pará, Instituto de Ciências Biológicas, Belém, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16827. Acesso em:.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16827-
dc.description.abstractLytic polysaccharide monooxygenases (LPMOs) are copper-dependent enzymes that catalyze the oxidative cleavage of β(1-4) glycosidic bonds and have attracted great attention due to importance in increasing the efficiency in degradation of recalcitrant polymeric substrates, in synergism with the action of hydrolytic enzymes, as an accessory function. However, LPMOs act via oxidative cleavage rather than hydrolysis. In industrial applications, LPMOs of fungal origin are the most frequent, while other taxonomic groups have been described as possible alternative sources of these enzymes. In the present study, we aimed to identify and characterize in silico a LPMO of cyanobacterial origin with putative functions in chitin depolymerization. The search for sequence similarity and conservation of domains with other characterized LPMOs identified a 289 AA protein from the cyanobacterium Mastigocoleus testarum of the Nostocales Order, being a probable LPMO of the CAZy-AA10 class. This protein is referred to as MtLPMO10. Phylogenetic analysis revealed that MtLPMO10 is homologous to the Tma12 protein from the fern Tectaria macrodonta, with 52.11% identity, which was the first LPMO characterized as originating from the plant kingdom. The occurrence of shared structural and functional patterns with other AA10 class LPMOs, as well as the existence of variations in these established patterns, contributed to the understanding of the biological functions of this class of enzymes. The predicted protein tertiary arrangement by the AlphaFold server pointed out structural features common to LPMOs, especially a histidine brace composed of His31 and His132 and an immunoglobulin-like domain consisting of antiparallel beta strands. Molecular dynamics simulation (MD) allowed evaluating the enzyme-substrate affinity, using an initial pose based on data obtained from the literature. There was stability of the MtLPMO10-chitoheptaose complex during 100ns of MD, while the MtLPMO10-celloheptaose complex broke apart in 30ns of MD. Also, there was a shorter Cu(I)-H4 distance in the first complex compared to the Cu(I)-H1 distance (averages 6.0 ± 0.7 Å and 7.9 ± 0.7 Å, respectively), suggesting a C4-type regioselectivity, as defined for Tma12. This study highlights the existence of lytic polysaccharide monooxygenases in cyanobacteria and paves the way for further investigations related to this enigmatic class of enzymes and their potential use in biotechnological applications.pt_BR
dc.description.provenanceSubmitted by JACIARA CRISTINA ALMEIDA DO AMARAL (jaciaramaral@ufpa.br) on 2025-02-04T16:25:32Z No. of bitstreams: 2 Tese Rodrigo Virgolino Revisada.pdf: 2758219 bytes, checksum: 82dcd402ec20995e069934904e229cd1 (MD5) license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5)en
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dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Parápt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.source.uriDisponível na internet via correio eletrônico: bibbiologicas@ufpa.brpt_BR
dc.subjectOxigenases de função mistapt_BR
dc.subjectPolissacarídeos bacterianospt_BR
dc.subjectMateriais biocompatíveispt_BR
dc.subjectBiocombustíveispt_BR
dc.subjectCianobactériaspt_BR
dc.subjectQuitinapt_BR
dc.subjectDespolimerizaçãopt_BR
dc.subjectMastigocoleuspt_BR
dc.titleCaracterização molecular in silico de uma mono-oxigenase lítica de polissacarídeo cianobacterianapt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentInstituto de Ciências Biológicaspt_BR
dc.publisher.initialsUFPApt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICApt_BR
dc.contributor.advisor1GONÇALVES, Evonnildo Costa-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8652560763793265pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/6284749527345585pt_BR
dc.description.resumoAs mono-oxigenases líticas de polissacarídeos (LPMOs, do inglês Lytic polysccharide monooxygenases) são enzimas dependentes de cobre que catalisam a clivagem oxidativa de ligações glicosídicas β(1-4) e têm despertado grande atenção por se mostrarem importantes em aumentar a eficiência da degradação de substratos poliméricos recalcitrantes, em sinergismo com a ação de enzimas hidrolíticas, como uma função acessória. No entanto, as LPMOs atuam via clivagem oxidativa ao invés de hidrólise. Em aplicações industriais, LPMOs de origem fúngica são as mais frequentes, enquanto outros grupos taxonômicos têm sido descritos como possíveis fontes alternativas destas enzimas. No presente estudo, objetivou-se identificar e caracterizar in silico uma LPMO de origem cianobacteriana com funções putativas na despolimerização de quitina. A busca por similaridade de sequências e conservação de domínios com outras LPMOs já caracterizadas identificou uma proteína de 289 AAs da cianobactéria Mastigocoleus testarum da Ordem Nostocales, sendo uma provável LPMO da classe CAZy-AA10. Esta proteína é referida como MtLPMO10. A análise filogenética relevou que a MtLPMO10 é homóloga à proteína Tma12 da samambaia Tectaria macrodonta, com 52,11% de identidade, a qual foi a primeira LPMO caracterizada como proveniente do reino vegetal. A ocorrência de padrões estruturais e funcionais compartilhados com outras LPMOs da classe AA10, bem como a existência de variações nesses padrões estabelecidos, contribui para o entendimento das funções biológicas dessa classe de enzimas. A disposição terciária proteica predita pelo servidor AlphaFold apontou características estruturais comuns às LPMOs, em especial uma braçadeira de histidinas compostas pela His31 e His132 e um domínio similar à imunoglobulina composto de fitas beta antiparalelas. A simulação de dinâmica molecular (DM) permitiu avaliar a afinidade entre enzima e prováveis substratos, utilizando uma pose inicial baseada em dados obtidos da literatura. Houve estabilidade do complexo MtLPMO10-quitina durante 100ns de DM, enquanto o complexo MtLPMO10-celulose desfez-se em 30ns de DM. Também, houve uma menor distância Cu(I)-H4 no primeiro complexo, comparada à distância Cu(I)-H1 (médias 6,0 ± 0,7 Å e 7,9 ± 0,7 Å, respectivamente), sugerindo uma regioseletividade do tipo C4, como definido para a Tma12. Este estudo destaca a existência de mono-oxigenases líticas de polissacarídeos em cianobactérias, e abre caminho para novas investigações relacionadas a esta classe enigmática de enzimas e seu potencial uso em aplicações biotecnológicas.pt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Biotecnologiapt_BR
dc.subject.linhadepesquisaBiotecnologia de Recursos Naturais Aplicada a Saúdept_BR
dc.subject.areadeconcentracaoBiotecnologiapt_BR
dc.description.affiliationUFPA - Universidade Federal do Parápt_BR
dc.contributor.advisor1ORCIDhttps://orcid.org/0000-0003-2221-1995 País de Nacionalidade Brasilpt_BR
Aparece nas coleções:Teses em Biotecnologia (Doutorado) - PPGBIOTEC/ICB

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