The Paleozoic Origin of Enzymatic Lignin Decomposition Reconstructed from 31 Fungal Genomes

Abstract

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Comparative study of genome-wide plant biomass-degrading CAZymes in white rot, brown rot and soft rot fungi

“…We have selected (a) 14 popular white rot fungal strains – Ceriporiopsis subvermispora B (Fernandez-Fueyo et al 2012), Heterobasidion annosum v2.0 (Olson et al 2012), Fomitiporia mediterranea v1.0 (Floudas et al 2012), Phanerochaete carnosa HHB-10118 (Suzuki et al 2012), Pycnoporus cinnabarinus BRFM 137 (Levasseur et al 2014), Phanerochaete chrysosporium R78 v2.2 (Martinez et al 2004; Ohm et al 2014), Dichomitus squalens LYAD-421 SS1 (Floudas et al 2012), Trametes versicolor v1.0 (Floudas et al 2012), Punctularia strigosozonata v1.0 (Floudas et al 2012), Phlebia brevispora HHB-7030 SS6 (Binder et al 2013), Botrytis cinerea v1.0 (Amselem et al 2011), Pleurotus ostreatus PC15 v2.0 (Riley et al 2014; Alfaro et al 2016; Castanera et al 2016), Stereum hirsutum FP-91666 SS1 v1.0 (Floudas et al 2012), Pleurotus eryngii ATCC90797 (Guillen et al 1992; Camarero et al 1999; Ruiz‐Dueñas et al 1999; Matheny et al 2006); (b) 15 popular brown rot fungal strains – Postia placenta MAD 698-R v1.0 (Martinez et al 2009), Fibroporia radiculosa TFFH 294 (Tang et al 2012), Wolfiporia cocos MD-104 SS10 v1.0 (Floudas et al 2012), Dacryopinax primogenitus DJM 731 SSP1 v1.0 (Floudas et al 2012), Daedalea quercina v1.0 (Nagy et al 2015), Laetiporus sulphureus var v1.0 (Nagy et al 2015), Postia placenta MAD-698-R-SB12 v1.0 (Martinez et al 2009), Neolentinus lepideus v1.0 (Nagy et al 2015), Serpula lacrymans S7.9 v2.0 (Eastwood et al 2011), Calocera cornea v1.0 (Eastwood et al 2011), Gloeophyllum trabeum v1.0 (Floudas et al 2012), Fistulina hepatica v1.0 (Floudas et al 2015), Fomitopsis pinicola FP-58527 SS1 (Floudas et al 2015), Hydnomerulius pinastri v2.0 (Kohler et al 2015) and Coniophora puteana v1.0 (Kohler et al 2015); (c) 13 popular soft rot fungal strains – Trichoderma reesei v 2.0 (Martinez et al 2008), Rhizopus oryzae 99-880 from Broad (Ma et al 2009), Aspergillus wentii v1.0 (De Vries et al 2017), Penicillium chrysogenum Wisconsin 54-1255 (Van Den Berg et al 2008), Daldinia eschscholzii EC12 v1.0, Hypoxylon sp. CI-4A v1.0 (Wu et al 2017), Aspergillus niger ATCC 1015 v4.0 (Andersen et al 2011), Hypoxylon sp.…”

Clonagem, expressão e purificação de glicosil hidrolases (GH5 e GH45) provenientes do fungo <i>Gloeophyllum trabeum</i> e estudo da ação das proteínas como auxiliares na hidrólise de polissacarídeos

“…As celobiohidrolases (CBHs) podem iniciar a hidrólise da celulose ou de celooligômeros a partir das extremidades redutoras e não-redutoras, agindo ao longo da cadeia, sempre liberando celobiose como produto de reação (HORN et al, 2012 endoglucanases (GH5, GH43), xilanases (GH10 e GH11), -glucosidases (GH3), um grande número de LPMOs (AA9) e também de enzimas oxidativas que atuam sobre a lignina, como a lignina peroxidase (LiP) (AA2), manganês peroxidase (MnP) (AA2), peroxidades versáteis (VP) (AA2) e lacases (AA1) (FLOUDAS et al, 2012).…”

“…A degradação parda apresenta características singulares que não se assemelham a nenhuma outra (NILSON, 2009 Os radicais hidroxila promovem uma degradação inicial da biomassa que resulta em intensa desestruturação da parede celular, permitindo que as enzimas infiltrem e atuem posterioremente (KOENIGS, 1974;PAYNE et al, 2015 FLOUDAS et al, 2012).…”

“…O basidiomiceto Gloeophyllum trabeum, objeto de estudo nesta dissertação, é um típico de fungo de degradação parda, pois possui um sistema enzimático aparentemente incompleto para a hidrólise de celulose, sendo que os genes que codificam CBHs estão ausentes (MANSFIELD; SADDLER; GUBITZ, 1998;FLOUDAS et al, 2012).…”

“…As EGs da família GH5 são as principais celulases de fungos, sendo que estão codificadas tanto no genoma de ascomicetos, como no genoma de fungos de degradação branca e parda (FLOUDAS et al, 2012;SEGATO et al, 2014). As GHs5 provenientes de fungos estão agrupadas em 18 das 51 subfamílias e, até o momento, apenas 4 estruturas tridimensionais de EGs de origem fungica foram determinadas a partir da difração de cristais proteícos (VLASENKO et al, 2010;PAYNE et al, 2015).…”