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Produção e purificação de ácido clavulânico, cefamicina C e outros metabolitos bioativos de Streptomyces

Processo: 05/55079-4
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Temático
Vigência: 01 de fevereiro de 2006 - 30 de novembro de 2010
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
Pesquisador responsável:Carlos Osamu Hokka
Beneficiário:Carlos Osamu Hokka
Instituição-sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Pesquisadores principais:Alberto Colli Badino Junior ; Francisco Maugeri Filho ; Jose Geraldo da Cruz Pradella ; Maria Lucia Gonsales da Costa Araujo
Auxílios(s) vinculado(s):09/09858-2 - 14th European Congress on biotechnology, AR.EXT
Bolsa(s) vinculada(s):09/03551-2 - Estudo cinético e de equilíbrio do processo de purificação da Cefamicina C em adsorção por troca iônica e simulação da operação do processo contínuo, BP.MS
08/10432-7 - Avaliação da hidrodinâmica e da transferência de massa e aplicação de sistema reacional pneumático na produção de compostos beta-lactâmicos, BP.PD
09/50749-2 - Purificação de ácido clavulânico em relação aos aminoácidos por sistema de duas fases aquosas, BP.IC
+ mais bolsas vinculadas 08/52819-5 - Adição de precursores em meio complexo solúvel para a produção de Cefamicina C por Streptomyces clavuligerus, BP.MS
08/09263-6 - Construção de biblioteca de mutantes de Streptomyces clavuligerus utilizando transposon e avaliação da produção de ácido clavulânico, BP.TT
08/03579-1 - Obtenção de mutantes de Streptomyces clavuligerus e otimização de condições de cultivo para a produção de cefamicina C, BP.DR
08/01411-6 - Produção e caracterização de isoenzimas de Streptomyces clavuligerus relacionadas com a síntese do ácido clavulânico, BP.DR
08/53197-8 - Estudo da influência de caldos clarificados por ultrafiltração no processo de purificação do ácido clavulânico por troca iônica, BP.IC
06/59474-8 - Estudo teórico e experimental de antibióticos beta lactâmicos e metabólitos bioativos de estreptomicetos, BP.PD
06/59693-1 - Caracterização de produtos gênicos pertinentes à via de síntese do ácido clavulânico de Streptomyces clavuligerus ATCC 27064, BP.PD
06/54721-7 - Estudo morfológico e bioquímico de mutantes de Streptomyces clavuligerus melhores produtores de ácido clavulânico obtidos por aplicação de radiação UV e tratamento químico, BP.MS
06/53578-6 - Avaliação de formas de preparação de estoques na preservação de Streptomyces clavuligerus visando a produção de ácido clavulânico, BP.MS
06/53941-3 - Purificação de ácido clavulânico obtido por fermentação utlizando zeólitas, BP.MS
06/55203-0 - Purificação e concentração de ácido clavulânico por nanofiltração, BP.DR
04/15540-1 - Isolamento, purificação e caracterização de cefamicina C e ácido clavulânico de Streptomyces clavuligerus, BP.PD
04/00224-7 - Melhoramento da produção de ácido clavulânico através da obtenção de mutantes de Streptomyces clavuligerus, BP.PD - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Reatores bioquímicos  Reatores biológicos  Ácido clavulânico  Purificação de proteínas  Cefamicinas  Substâncias bioativas  Streptomyces 

Resumo

O projeto estudará as etapas necessárias para o desenvolvimento de biotecnologia de produção de produtos bioativos obtidos de Streptomyces, sendo que para o Ácido Clavulânico, AC, e Cefamicina C, CefC, pretende-se propor alternativas de todo o processo de produção, envolvendo desde melhoramento genético, desenvolvimento de bioprocessos e biorreatores, até o desenvolvimento de sistemas de separação, extração e purificação. Incluirá análise, modelagem e simulação do processo fermentativo e das etapas de "downstream". A(s) Tecnologia(s) desenvolvida será disponibilizada para exploração comercial pelo setor produtivo. Espera-se também que algumas dessas alternativas possam ser utilizadas para outros compostos bioativos a serem isolados. Para tanto quatro instituições estarão direta e ativamente envolvidas: IQ/Unesp Araraquara, com ênfase na etapa de melhoramento genético, isolamento e caracterização de novos produtos bioativos; Agrupamento de Biotecnologia, AB, do IPT, São Paulo, cujos pesquisadores participarão mais ativamente na identificação e caracterização genotípica de mutantes obtidos, ampliação de escala do processo fermentativo e avaliação da capacidade anti-tumoral de extratos de cultivo de estreptomicetos. A FEA/Unicamp, Campinas, participará das etapas de separação e purificação, com ênfase na utilização de zeólitas como peneira molecular e separação de substâncias por nanofiltração; e o DEQ/UFSCar, São Carlos, além de coordenar o projeto como um todo, dará ênfase no desenvolvimento de bioprocesso, em biorreatores convencionais e não convencionais, com destaque ao reator "airlift", para produção de AC e CefC em batelada, batelada alimentada, contínuo com e sem reciclo celular, bem como na Separação, Purificação, Caracterização das biomoléculas. Além disso, o Departamento de Química da UFSCar irá participar, inicialmente disponibilizando equipamentos de análise instrumental para identificação de compostos beta-lactâmicos como Ressonância Nuclear Magnética - laboratório do Prof. Antonio Gilberto Ferreira - e Espectrômetro de Massa - laboratório do Prof. Edson Rodrigues Filho; e posteriormente, em eventual colaboração para identificação e caracterização de outras substâncias bioativas isoladas de estreptomicetos . Nesta fase o IQ Unesp irá participar também oferecendo serviços de análise e caracterização de substâncias bioativas. Saliente-se que além de Streptomyces clavuligerus A TCC 27064, mais quatro linhagens de Streptomyces isolados de sedimentos marinhos, uma delas considerada nova, estão disponíveis em nossos laboratórios para pesquisa de novos produtos. Pretende-se também contar com pesquisadores de Universidades e Institutos de Pesquisa do exterior, já tendo no momento a concordância do Prof. José M. de Cardoso Menezes do Instituto Superior Técnico de Lisboa, especialista em controle de bioprocessos e com grande experiência em trabalhos com indústria produtora de AC pro S.clavuligerus; e da Profa. Paloma Liras da Faculdade de Biologia, Universidade de León, Espanha, uma das mais ativas pesquisadoras em biossíntese e genética molecular de antibióticos beta-lactâmicos, principalmente AC e CefC de estreptomicetos. (AU)

Publicações científicas (20)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
LEITE, CARLA A.; CAVALLIERI, ANDRE P.; BAPTISTA, AMANDA S.; ARAUJO, MARIA L. G. C. Dissociation of cephamycin C and clavulanic acid biosynthesis by 1,3-diaminopropane in Streptomyces clavuligerus. FEMS Microbiology Letters, v. 363, n. 1 JAN 2016. Citações Web of Science: 1.
ANA C. GRANATO; EDSON B. COSTA; WAGNER F. D. ANGELOTTI; GEOFFROY R. P. MALPASS; MARLEI BARBOZA; ALBÉRICO B. F. DA SILVA; MILAN TRSIC. PRECIPITATION REACTION OF CLAVULANIC ACID: THERMODYNAMIC AND ELECTRONIC STUDY. Química Nova, v. 39, n. 8, p. 968-972, Set. 2016. Citações Web of Science: 0.
LEITE, CARLA A.; CAVALLIERI, ANDRE P.; ARAUJO, MARIA L. G. C. Enhancing effect of lysine combined with other compounds on cephamycin C production in Streptomyces clavuligerus. BMC Microbiology, v. 13, DEC 20 2013. Citações Web of Science: 2.
BRITES, LUCIANA M.; OLIVEIRA, LILIANE M.; BARBOZA, MARLEI. Kinetic Study on Cephamycin C Degradation. Applied Biochemistry and Biotechnology, v. 171, n. 8, p. 2121-2128, DEC 2013. Citações Web of Science: 3.
BELLAO, C.; ANTONIO, T.; ARAUJO, M. L. G. C.; BADINO, A. C. PRODUCTION OF CLAVULANIC ACID AND CEPHAMYCIN C BY Streptomyces clavuligerus UNDER DIFFERENT FED-BATCH CONDITIONS. Brazilian Journal of Chemical Engineering, v. 30, n. 2, p. 257-266, Jun. 2013. Citações Web of Science: 13.
GRANATO, A. C.; BARBOZA, M.; ROMANO, L. H.; HERNANDEZ, I. L. C.; HOKKA, C. O.; OLIVEIRA, J. H. H. L.; MONTENEGRO, R. C.; DE SOUSA, C. P. COMPARISON OF GROWTH METHODS AND BIOLOGICAL ACTIVITIES OF BRAZILIAN MARINE Streptomyces. Brazilian Journal of Chemical Engineering, v. 30, n. 1, p. 125-131, JAN-MAR 2013. Citações Web of Science: 0.
ANTONIO, TATIANA; BELLAO, CAROLINA; CORREA, TATIANA; CAVALLIERI, ANDRE PASTRELO; BADINO, ALBERTO COLLI; GONSALES DA COSTA ARAUJO, MARIA LUCIA. Evaluation of Different Media for the Production of Cephalosporins by Streptomyces clavuligerus ATCC 27064. Brazilian Archives of Biology and Technology, v. 55, n. 6, p. 819-825, NOV-DEC 2012. Citações Web of Science: 4.
DA SILVA, CLOVIS SACARDO; CUEL, MARESSA FABIANO; BARRETO, VERONICA ORLANDIN; KWONG, WU HONG; HOKKA, CARLOS O.; BARBOZA, M. Separation of clavulanic acid from fermented broth of amino acids by an aqueous two-phase system and ion-exchange adsorption. NEW BIOTECHNOLOGY, v. 29, n. 3, p. 428-431, FEB 15 2012. Citações Web of Science: 8.
BRITES, L. M.; OLIVEIRA, J. H.; BARBOZA, M.; HOKKA, C. O. EFFECT OF PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES OF SOLVENTS ON CLAVULANIC ACID EXTRACTION FROM FERMENTATION BROTH. LATIN AMERICAN APPLIED RESEARCH, v. 42, n. 1, p. 65-70, JAN 2012. Citações Web of Science: 2.
DE BAPTISTA NETO, ALVARO; CONDORI BUSTAMANTE, MARITZA CATALINA; HORTOLAN LUIZ DE OLIVEIRA, JAINE HONORATA; GRANATO, ANA CLAUDIA; BELLAO, CAROLINA; BADINO JUNIOR, ALBERTO COLLI; BARBOZA, MARLEI; HOKKA, CARLOS OSAMU. Preliminary Studies for Cephamycin C Purification Technique. Applied Biochemistry and Biotechnology, v. 166, n. 1, p. 208-221, JAN 2012. Citações Web of Science: 3.
TEODORO, J. C.; BAPTISTA-NETO, A.; ARAUJO, M. L. G. C.; HOKKA, C. O.; BADINO, A. C. INFLUENCE OF GLYCEROL AND ORNITHINE FEEDING ON CLAVULANIC ACID PRODUCTION BY Streptomyces clavuligerus. Brazilian Journal of Chemical Engineering, v. 27, n. 4, p. 499-506, OCT-DEC 2010. Citações Web of Science: 15.
THOMASI, SERGIO S.; CERRI, MARCEL O.; BADINO, ALBERTO C. Average shear rate in three pneumatic bioreactors. Bioprocess and Biosystems Engineering, v. 33, n. 8, p. 979-988, OCT 2010. Citações Web of Science: 11.
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CERRI, MARCEL OTAVIO; POLICARPO, LUCAS MAKRAKIS; BADINO, ALBERTO COLLI. Gas Hold-Up and Mass Transfer in Three Geometrically Similar Internal Loop Airlift Reactors Using Newtonian Fluids. International Journal of Chemical Reactor Engineering, v. 8, 2010. Citações Web of Science: 1.
CERRI‚ M.O.; BALDACIN‚ J.C.; CRUZ‚ A.J.G.; HOKKA‚ C.O.; BADINO‚ A.C. Prediction of mean bubble size in pneumatic reactors. Biochemical Engineering Journal, v. 53, n. 1, p. 12-17, 2010.
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CAMPESI, ALEXANDRE; CERRI, MARCEL O.; HOKKA, CARLOS O.; BADINO, ALBERTO C. Determination of the average shear rate in a stirred and aerated tank bioreactor. Bioprocess and Biosystems Engineering, v. 32, n. 2, p. 241-248, FEB 2009. Citações Web of Science: 20.
JAINE H. H. LUIZ DE OLIVEIRA; ANA CLAUDIA GRANATO; DANIELA B. HIRATA; CARLOS O. HOKKA; MARLEI BARBOZA; MILAN TRSIC. Ácido clavulânico e cefamicina c: uma perspectiva da biossíntese, processos de isolamento e mecanismo de ação. Química Nova, v. 32, n. 8, p. 2142-2150, 2009.
CERRI, M. O.; FUTIWAKI, L.; JESUS, C. D. F.; CRUZ, A. J. G.; BADINO, A. C. Average shear rate for non-Newtonian fluids in a concentric-tube airlift bioreactor. Biochemical Engineering Journal, v. 39, n. 1, p. 51-57, Apr. 2008.

Por favor, reporte erros na lista de publicações científicas escrevendo para: cdi@fapesp.br.
Patente(s) depositada(s) como resultado deste projeto de pesquisa

PROCESSO PARA EXTRAÇÃO E PURIFICAÇÃO DE ÁCIDO CLAVULÂNICO, SEUS SAIS E ÉSTERES PI0704995‐1 - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR) . Marlei Barboza Pasotto; Carlos Osamu Hokka; Alberto Colli Badino Junior; Clóvis Saccardo Da Silva; Verônica Orlandin Barreto; Jaine Oliveira H. Ortalan Luiz De Oliveira; Gulherme Youssef Rodrigues; Juliana Conceição Teodoro; Sheila Cristiane Alves Ortiz; Álvaro Batista Netto; Daniela Bataglia Hirata; Marcel Otavio Cerri - 26 de dezembro de 2007

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