Lignins: Natural polymers from oxidative coupling of 4-hydroxyphenyl- propanoids

Ralph, John; Lundquist, Knut; Brunow, Gösta; Lu, Fachuang; Kim, Hoon; Schatz, Paul F.; Marita, Jane M.; Hatfield, Ronald D.; Ralph, Sally A.; Christensen, Jørgen Holst; Boerjan, Wout

doi:10.1023/b:phyt.0000047809.65444.a4

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“…The soluble fractions were obtained by filtration and lyophilized overnight. The isolated lignins were washed extensively with water and 6 mM EDTA aqueous solution (pH 8). This removed as much of the remaining low-molecular-weight saccharides and metal ions as possible [25].…”

Section: Sample Preparation and Lignin Isolationmentioning

confidence: 99%

“…Evidence continues to accumulate, particularly from studies of the lignin biosynthetic pathway using mutant and transgenic plants, that lignins can incorporate monomers beyond the traditional three monolignols. As reviewed previously [8][9][10][11], these include (but are not limited to) the novel caffeyl and 5-hydroxyconiferyl alcohols from incomplete methylation in monolignol biosynthesis (OMT-deficient plants); the immediate hydroxycinnamaldehyde monolignol precursors, coniferaldehyde and sinapaldehyde, and the hydroxy-benzaldehydes (vanillin and syringaldehyde) derived from them from incomplete reduction (CAD deficiency); and products such as dihydroconiferyl alcohol and its derived guaiacylpropane-1,3-diol in wild-type and mutant softwoods.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 97%

“…Lignin, a stochastically generated biopolymer found in plants, forms by means of radical coupling reactions, primarily between a monolignol and the growing lignin polymer in an endwise process [8,9]. In angiosperms, coniferyl and sinapyl alcohols are the predominant monomers and, once incorporated into the lignin backbone, produce guaiacyl (G) and syringyl (S) units in the resulting polymer.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Naturally p-Hydroxybenzoylated Lignins in Palms

et al. 2015

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The industrial production of palm oil concurrently generates a substantial amount of empty fruit bunch (EFB) fibers that could be used as a feedstock in a lignocellulosebased biorefinery. Lignin byproducts generated by this process may offer opportunities for the isolation of value-added products, such as p-hydroxybenzoate (pBz), to help offset operating costs. Analysis of the EFB lignin by nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy clearly revealed the presence of bound acetate and pBz, with saponification revealing that 1.1 wt% of the EFB was pBz; with a lignin content of 22.7 %, 4.8 % of the lignin is pBz that can be obtained as a pure component for use as a chemical feedstock. Analysis of EFB lignin by NMR and derivatization followed by reductive cleavage (DFRC) showed that pBz selectively

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Section: Sample Preparation and Lignin Isolationmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 97%

Section: Introductionmentioning

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Naturally p-Hydroxybenzoylated Lignins in Palms

et al. 2015

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“…18 Dibenzodioxocinas, que são estruturas envolvendo o acoplamento múltiplo entre 3 fragmentos fenilpropano via ligações 5-5, β-O-4 e α-O-4, também têm sido descritas mais recentemente como parte da estrutura desta macromolécula em madeiras de coníferas. 19 Os componentes citados anteriormente estão intimamente associados e/ou ligados quimicamente, formando a parede celular dos vegetais lenhosos. Entre as células existe ainda uma camada fina e rica em lignina, denominada lamela média, que funciona como uma cola, conferindo coesão à estrutura celular.…”

Section: Composição Química Dos Materiais Lignocelulósicos E Enzimasunclassified

Mecanismos envolvidos na biodegradação de materiais lignocelulósicos e aplicações tecnológicas correlatas

Aguiar¹,

Ferraz²

2011

Quím. Nova

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Recebido em 9/11/10; aceito em 21/6/11; publicado na web em 8/8/11MECHANISMS INVOLVED IN THE BIODEGRADATION OF LIGNOCELLULOSIC MATERIALS AND RELATED TECHNOLOGICAL APPLICATIONS. The biodegradation of lignocellulosic materials is an important natural process because it is responsible for the carbon recycling. When induced under controlled conditions, this process can be used for technological applications such as biopulping, biobleaching of cellulosic pulps, pre-treatment for subsequent saccharification and cellulosic-ethanol production, and increase of the digestibility in agroindustrial residues used for animal feed. In the present work, the enzymatic and non-enzymatic mechanisms involved in the biodegradation of lignocellulosic materials by fungi were reviewed. Furthermore, the technological applications of these extracellular metabolites are presented and discussed.Keywords: wood biodegradation; oxidative enzymes; Fenton reaction. INTRODUÇÃOA biodegradação dos materiais lignocelulósicos tem sido objeto de muitos estudos, pois, além de corresponder a uma importante etapa do ciclo do carbono na natureza, também pode ser aplicada em processos tecnológicos. As aplicações em questão são variadas e incluem desde a ação direta de fungos sobre a madeira, desenhada como uma etapa de pré-tratamento aos processos de fabricação de celulose e papel, 1,2 até processos que usam os fungos decompositores de materiais lignocelulósicos como agentes indutores da degradação de compostos xenobióticos, quer em solos contaminados 3 ou em efluentes industriais. 4 O pré-tratamento de materiais lignocelulósicos com fungos também tem sido apontado como uma forma de facilitar processos subsequentes de conversão da celulose em açúcares fermentescíveis destinados à bioconversão em etanol e outros produtos de interesse comercial. 5,6 Também na área de nutrição animal, a aplicação de fungos decompositores de materiais lignocelulósicos tem sido descrita. Nesse caso, o pré-tratamento biológico é usado para aumentar a digestibilidade de resíduos agroindustriais utilizados na alimentação de ruminantes e não ruminantes. Os fungos, principalmente os causadores de podridão branca seletivos na degradação de lignina, desestruturam a parede celular vegetal, promovendo a conversão dos polissacarídeos em açúcares de fácil assimilação. Além disso, a biomassa fúngica que se desenvolve sobre o lignocelulósico pode servir como fonte de proteína. 7 A aplicação de enzimas produzidas pelos fungos decompositores de materiais lignocelulósicos também tem ganhado muito interesse na atualidade. O uso de xilanases 8 e lacases 9,10 em processos de branqueamento de polpas celulósicas e a aplicação de celulases na hidrólise enzimática de celulose nos processos de produção de etanol de segunda geração, 11 são exemplos de como o avanço no entendimento da biodegradação dos lignocelulósicos tem permitido explorar aplicações tecnológicas de grande relevância para o mundo moderno.O desenvolvimento das aplicações mencionadas anteriormente tem ocorrido de forma simultânea à ger...

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“…Não apenas o conteúdo, mas a composição da lignina também pode afetar o processo de sacarificação da biomassa lignocelulósica (Marriott et al, 2016). Plantas com elevadas proporções de unidades S apresentam aumento nos níveis de sacarificação, devido à maior proporção de ligações do tipo β-O-4, que são mais facilmente quebráveis, e menores proporções de ligações carbono-carbono do tipo β-5 e 5-5, que são mais recalcitrantes (Ralph et al, 2004). No entanto, a manipulação da via de biossíntese de lignina, tanto para redução do conteúdo como para a modificação de sua composição monomérica, requer um conhecimento fundamental do metabolismo fenólico, incluindo as enzimas que catalisam cada passo da via e seus metabólitos intermediários, além de como esta via é regulada ao nível transcricional e (pós)traducional.…”

Section: Figura 2 Esquema Estrutural Das Paredes Celulares Do Tipo Iunclassified

Cultura de células em suspensão como ferramenta para estudos em parede celular secundária em gramíneas C4

Simões¹

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Agradeço a Deus em primeiro lugar, pelas minhas conquistas, me fortalecendo nas adversidades e dificuldades, e renovando minhas forças a cada dia.Aos meus pais Márcia e José Helio, responsáveis pela formação do meu caráter e projeções profissionais, e por todo sacrifício que fizeram em prol dos meus estudos.Ao meu esposo Felipe M. Araújo, por estar sempre ao meu lado, me incentivando a crescer, principalmente me motivando nos momentos difíceis e por ser meu porto seguro. Por acreditar que eu era capaz e por se alegrar a cada nova conquista, a cada experimento. Por se preocupar com o andamento do meu trabalho, ainda que muitas vezes não entendesse os processos por trás dos experimentos montados, sempre se prontificando a me ajudar e acreditando que uma hora os resultados sairiam.Ao meu Orientador, Profº Dr. Igor Cesarino, pela orientação, pelas oportunidades concedidas, por todo o conhecimento e principalmente pela confiança depositada na realização do meu trabalho. Agradeço grandemente esse tempo de aprendizado que passei ao seu lado, por tudo que aprendi contigo, pela paciência, dedicação, carinho e em especial pelos trabalhos de chinesa grávida. Tenho grande admiração pelo profissional que você é.Aos amigos que conquistei, aos momentos de descontração e risada que tornaram essa caminhada muito mais leve e divertida. Em especial aos meus amigos, Giovanni Victório Cerruti, Bruno Viana Navarro, Amanda Macedo e Leandro Oliveira, os quais espero levar para o resto da vida.Ao grupo de pesquisa Lignin Lab, coordenado pelo meu orientador Profª Dr Igor Cesarino e composto pelos colegas de pesquisa Raphael Svartman, Gabriel Garon Carvalho. Em especial ao Pos Doc Sávio Siqueira Ferreira, pela dedicação, paciência e carinho com o qual me auxiliou e ajudou durante a realização do meu trabalho.A Profª Drª Eny Iochevet Segal Floh, responsável pelo laboratório de BioCel -USP, pelo acolhimento e carinho com o grupo de pesquisa o qual me encontro, pela concessão do espaço e equipamentos cedidos para a realização e execução do presente trabalho.A FAPESP, pela concessão da bolsa de mestrado (processo 2015/18361-5) e pelo fomento do projeto JP (processo 2015/02527-1) do Profº Dr Igor Cesarino, no qual meu projeto de mestrado está inserido. RESUMOAs características físico-químicas da parede celular constituem um grande gargalo na obtenção dos açúcares fermentáveis a partir dos polissacarídeos de parede celular presentes na biomassa, fato conhecido como recalcitrância da biomassa vegetal. A utilização da biomassa na produção de biocombustíveis requer um melhor entendimento sobre os mecanismos que permeiam os processos de deposição de parede celular e metabolismo de lignina. Nesse contexto, a maior parte do conhecimento foi gerado em espécies eudicotiledôneas, havendo uma significativa lacuna para gramíneas, apesar do seu grande potencial para acúmulo de biomassa.Portanto, há uma necessidade de se estabelecer ferramentas-modelos que permitam elucidar características exclusivas da parede celular secundária de gramíneas C4, cujo c...

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Lignins: Natural polymers from oxidative coupling of 4-hydroxyphenyl- propanoids

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Naturally p-Hydroxybenzoylated Lignins in Palms

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Cultura de células em suspensão como ferramenta para estudos em parede celular secundária em gramíneas C4

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