Análise de fluxos metabólicos para a otimização in silico da produção de bioativos por Streptomyces clavuligerus

• Processo: 13/02632-4
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2013
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2015
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Maria Lucia Gonsales da Costa Araujo
• Beneficiário: Maria Lucia Gonsales da Costa Araujo
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Assunto(s): Biotecnologia Bioprocessos Streptomyces
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Análise de Fluxos Metabólicos | Modelagem e simulação | produção de bioativos | Streptomyces | Modelagem e simulação de fluxos metabólicos para a otimização da produção de biocompostos; Pesquisa e desenvolvimento em E

Resumo

A diversidade de bioativos produzidos por Streptomyces clavuligerus, vários deles de grande interesse terapêutico (cefalosporinas, ácido clavulânico, holomicina, tunicamicina), fez desta espécie um excelente modelo de estudo de inter-relações de mecanismos que governam o metabolismo secundário. Há muitos trabalhos relatando, separadamente, descoberta e/ou elucidação de genes, enzimas, mecanismos reguladores e processos de produção. Porém, maiores avanços na proposição de estratégias para aumentar a produção dos biocompostos têm sido impedidos pela falta de dados da dinâmica entre os metabolismos primário e secundário em S. clavuligerus. Metodologias de análise de fluxos metabólicos são potenciais ferramentas da Engenharia Metabólica para efetuar tais estudos. Nesta abordagem de investigação de sistemas biológicos, a disponibilidade de informações das "ômicas" (genômica, metabolômica, proteômica) permite construir modelos estequiométricos e, aliada à quantificação de variáveis obtidas em cultivos, avaliar a distribuição de fluxos operantes no microrganismo. Simulações utilizando-se softwares específicos conduzem a soluções para as distribuições de fluxos que, com o auxílio de ferramentas de Biologia Molecular e/ou Engenharia de Bioprocessos, permitem propor melhorias no bioprocesso. Este projeto propõe um estudo holístico do metabolismo de S. clavuligerus via análise de fluxos metabólicos. O mutante Hol-80, obtido em projeto de Doutorado (Proc. FAPESP 08/03579-1), servirá para aprofundar a compreensão da espécie, comparando-se o seu comportamento com o da linhagem selvagem (ATCC 27064). (AU)

Publicações científicas

(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. (12/22181-4, 13/02632-4, 05/55079-4)

CAVALLIERI, ANDRE PASTRELO; BAPTISTA, AMANDA SALVADOR; LEITE, CARLA ANDREA; GONSALES DA COSTA ARAUJO, MARIA LUCIA. A case study in flux balance analysis: Lysine, a cephamycin C precursor, can also increase clavulanic acid production. Biochemical Engineering Journal, v. 112, p. 42-53, AUG 15 2016. (12/22181-4, 13/02632-4)

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. (13/02632-4, 05/55079-4, 08/52819-5)