Strategies to improve D-xylose and D-glucose co-fermentation for the production of second generation bioethanol EVALUATED

Detalhes: Bioetanol de segunda geração requer utilização de estirpes industriais de Saccharomyces cerevisiae modificadas para fermentação eficiente de xilose, preferencialmente em co fermentação com glucose. Os transportadores de açúcar inespecíficos, Hxts e Gal2, têm menor afinidade para xilose (Km > 150 mM) do que para glucose, sendo necessárias elevadas razões xilose/glucose para co-fermentação eficiente. Este trabalho teve como objetivo o estudo e optimização da co-fermentação de xilose e glucose em processos de Sacarificação e Co Fermentação Simultânea (SSCF). Primeiro foi efectuada pré-hidrólise enzimática seletiva de xilano para obter máxima razão xilose/glucose a partir de misturas celulose/xilano. Depois, S. cerevisiae BH42, estirpe industrial recombinante fermentadora de xilose foi integrada com a hidrólise. Experiências de SSCF (celulose/xilano ou celulose/xilose) geraram eficiências de hidrólise enzimática superiores a 90% e pouca xilose residual no final da fermentação, demonstrando eficiente co-fermentação de xilose. Obtiveram-se maiores rendimentos em etanol com xilose em vez de xilano, confirmando-se melhor co-fermentação com maior razão xilose/glucose. Finalmente, a análise da transcrição dos transportadores de açúcar revelou que HXT4 e HXT6/7 têm um papel importante em SSCF. HXT6/7 é sobre-expresso na presença de xilose aquando da baixa/nula concentração de glucose, enquanto o HXT4 o é na presença de xilose e baixas concentrações de glucose. Os resultados obtidos indicam que SSCF com elevada razão xilose/glucose é mais eficiente para a co-fermentação de xilose, sendo propostas as condições para pré-hidrólise selectiva de xilano. Além disso, foram identificados os transportadores de açúcar que desempenham um papel importante em SSCF, podendo sugerir alvos para engenharia metabólica.

Discussão: novembro 28, 2011, 16:0

Orientação

AUTOR

Carla Sofia Rodrigues Ferreira (ist168369)

CO-ORIENTADOR

César Simões da Fonseca

Laboratório Nacional de Energia e Geologia, I.P. (LNEG)

Doutor

ORIENTADOR

Isabel Maria De Sá Correia Leite de Almeida

Departamento de Bioengenharia (DBE)

Professor Catedratico