Cultivo de rE. coli em biorreator airlift: desenvolvimento de estratégias para otimização da produção de biomassa

Resumo

Devido à ampla caracterização bioquímica, fisiológica e genética e à facilidade de manipulação e de cultivo, diversas proteínas com aplicação industrial e terapêutica são produzidas em Escherichia coli geneticamente modificada. Por isso, há informações abundantes na literatura sobre estratégias para aumentar a produção de biomassa e de proteína recombinante por meio de cultivos de rE. coli em batelada alimentada empregando biorreatores tipo tanque agitado e aerado, inclusive contemplando estratégias de controle e automação do bioprocesso. Por outro lado, apesar de bastante empregado em cultivos de fungos filamentosos, poucos trabalhos sobre o cultivo de rE. coli em reator pneumático tipo airlift são encontrados. Esses biorreatores apresentam diversas vantagens em relação aos convencionais, dentre elas a simplicidade de construção, o menor risco de contaminação, a facilidade no aumento de escala e a eficiente dispersão gás-líquido com baixo gasto de energia. Nesse contexto, a presente proposta de mestrado tem como objetivo o desenvolvimento de novas estratégias de operação do reator airlift para otimizar a produção de biomassa em cultivos de E. coli. Prevê-se, inicialmente, na execução do projeto, a construção de biorreator airlift para operação em batelada alimentada. Posteriormente, o software SuperSys_HCDC, desenvolvido para cultivos de alta densidade de E. coli em biorreator tipo tanque agitado, será adequado para monitorar e controlar o biorreator airlift construído. Por fim, cultivos em batelada e batelada alimentada de E. coli BL21(DE3)pET37b+/PspA4Pro, que expressa o fragmento da proteína PspA do clado 4 (PspA4Pro), serão conduzidos nesse biorreator airlift integrado ao sistema de monitoração e controle. Variáveis como vazão de ar, enriquecimento do ar com oxigênio, temperatura e pressão do reator serão manipuladas, isoladamente ou em conjunto, visando identificar condições para maximizar a formação de biomassa. A reologia do caldo também será avaliada. (AU)