Detecção e clonagem de genes de biossíntese de 1,3-propanodiol a partir de glicerol em Klebsiella pneumoniae GLC29

• Processo: 12/14552-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2012
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2015
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: José Gregório Cabrera Gomez
• Beneficiário: Amanda Billia Flora
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Klebsiella pneumoniae Glicerol Biodiesel
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: análise de modos elementares do metabolismo | glicerol | isocitrado desidrogenase NAD+-dependente | Klebsiella pneumoniae | 1 | 3-propanodiol | Biotecnologia industrial

Resumo

Atualmente, o petróleo é a principal fonte energética utilizada, porém com o seu possível esgotamento, novas fontes energéticas são desenvolvidas para sua substituição, como é o exemplo do biodiesel, produzido a partir de óleos vegetais. No processo de obtenção de biodiesel há produção de glicerol que pode ser usado como fonte de carbono em processos fermentativos, como o da produção de 1,3-propanodiol. O 1,3-propanodiol é uma molécula com alto valor econômico e que pode ser reciclada, e é aplicada na indústria como constituinte de solventes, lubrificantes e produção de policondensados tal como PTT (politrimetileno teraftalato). Muitos microorganismos conseguem degradar o glicerol transformando-o em 1,3-propanodiol, isso acontece a partir de uma via que é composta por enzimas codificadas por genes do agrupamento dha. O estudo de tais genes é necessário para aumentar e aperfeiçoar a produção do diol. O presente trabalho teve sucesso na caracterização dos genes responsáveis pela rota de produção de 1,3-propanodiol a partir de glicerol em uma cepa de Klebsiella pneumoniae previamente isolada (GLC29) por técnica de PCR com oligonucleotídeos construídos especificamente para cada gene do agrupamento. Foram construídas E. coli recombinantes, possuindo o agrupamento dha. A partir de dados experimentais obtidos com a linhagem K. pneumoniae GLC29 e utilizando uma rede metabólica proposta neste estudo, foram identificados modos elementares de funcionamento do metabolismo que podem favorecer a produção do diol. Estas alterações envolvem mudanças na afinidade de enzimas do catabolismo de glicerol ou da biossíntese de 1,3-propanodiol por coenzimas reduzidas (NAD+/NADH - NADP+/NADPH) e podem levar a um aumento da taxa de conversão produto/substrato de 0,55g/g (obtido em cultivos realizados por Silva, 2010) para 0,71g de 1,3-propanodiol/g de glicerol fornecido, correspondendo a valor máximo teórico do metabolismo. Neste trabalho, é proposta a construção/utilização de mutantes de E. coli com enzimas alteradas em sua especificidade por coenzimas (NAD+/NADH versus NADP+/NADPH) na construção de linhagens recombinantes para a produção de 1,3-propanodiol. (AU)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

FLORA, Amanda Billia. Detecção e clonagem de genes de biossíntes de 1,3-propanodiol a partir de glicerol em Klebisiella pneumoniae GLC29.. 2015. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Ciências Biomédicas (ICB/SDI) São Paulo.