| Congresso Brasileiro de Microbiologia 2023 | Resumo: 993-1 | ||||
Resumo:O etanol de primeira geração (1G) é produto da fermentação dos açúcares extraídos de fontes sacarinas ou amiláceas. Já o etanol de segunda geração (2G) é um produto da fermentação dos açúcares disponibilizados a partir da hidrólise de matéria-primas lignocelulósicas. No entanto, para que o etanol 2G seja produzido são necessárias etapas de pré-tratamento e hidrólise enzimática para disponibilizar os açúcares presentes na hemicelulose (principalmente xilose) e celulose (glicose). Nessas etapas também são liberados ou formados inibidores que podem interferir na fermentação, sendo este um dos gargalos para tornar a produção do etanol 2G economicamente viável. Além disso, Saccharomyces cerevisiae, levedura mais utilizada para fermentações industriais, possuí dificuldade em fermentar pentoses, como a xilose. Para contornar essa limitação e permitir a fermentação da xilose por S. cerevisiae, diversas estratégias de engenharia genética têm sido desenvolvidas, como expressar a via oxirredutiva da xilose através da superexpressão dos genes XYL1 (XR, xilose redutase), XYL2 (XDH, xilitol desidrogenase) e XKS1 (XK, xilulocinase). Alguns desafios desse processo podem ser mitigados integrando o processo de etanol 1G e 2G, reduzindo a concentração de inibidores e, por meio de engenharia genética, favorecer a fermentação de xilose diminuindo a disponibilidade de glicose livre evitando a competição pelos transportadores de hexose da levedura. Sabe-se que S. cerevisiae pode consumir a sacarose de duas formas: hidrólise extracelular e/ou via transporte ativo e hidrólise intracelular. A expressão constitutiva da forma intracelular da invertase (PADH1::iSUC2), uma superexpressão do gene AGT1, e uma não expressão da invertase extracelular (deleção da segunda cópia do gene, suc2Δ), permitem o simporte com prótons H+ da sacarose mediado pelo transportador AGT1 e uma posterior hidrólise intracelular, levando a levedura a fermentar a sacarose com mais eficiência para compensar o gasto energético do transporte ativo do açúcar, produzindo mais etanol. Sendo assim, neste trabalho foram avaliados o crescimento e cofermentação de sacarose (1G) e xilose (2G) em diferentes concentrações por S. cerevisiae industrial recombinante MP-G1 (linhagem CAT-1 suc2Δ::LoxP-BleR-LoxP, PADH1::iSUC2 PGPD::AGT1 AUR1::pAUR-XKXDHXR), em alta densidade celular (10 g/L-1). As leveduras foram previamente propagadas e, na sequencia, foi realizada fermentação em frascos agitados em shaker rotatório por 48 horas. Os resultados das cofermentações indicaram que as leveduras pré-crescidas na presença de sacarose e xilose tiveram o consumo total dos açúcares em 16 horas. Em determinadas proporções dos açúcares atingiu-se produtividade de 1,28 ± 0,02 g/L.h-1 e rendimento de 79%, produzindo ≅ 31 g/L-1 de etanol e ≅ 7 g/L-1 de xilitol. Os resultados aqui apresentados, sugerem promissoras fermentações em misturas de hidrolisado e melaço de cana de açúcar, visando a integração de processos de produção de etanol 1G e 2G. Palavras-chave: xilose, sacarose, levedura industrial, etanol, cinética Agência de fomento:CAPES, CNPq, FINEP, JICA (Japão) e INCT Levedura - Biodiversidade, preservação e inovações biotecnológicas. | |||||