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Impacto da inativação de genes relacionados à síntese de produtos de fermentação (lactato e acetato) na produção de 1,3-propanodiol em linhagens de Escherichia coli recombinantes

Processo: 15/05511-9
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de maio de 2016
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2017
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
Pesquisador responsável:José Gregório Cabrera Gomez
Beneficiário:Henrique da Costa Oliveira
Instituição-sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Engenharia metabólica   Microbiologia aplicada   Propilenoglicóis   Escherichia coli

Resumo

Este projeto visa a produção de 1,3-propanodiol (1,3-PDO) utilizando glicerol purificado como matéria prima, que pode ser proveniente da indústria de biodiesel. A produção biológica do 1,3-PDO é compatível com os princípios da bioeconomia, que incentiva o uso de produtos renováveis e sustentáveis, também considerando o bem-estar socioambiental. O 1,3-PDO é um produto de interesse na indústria biotecnológica, como precursor para diversos processos. Sua maior aplicação hoje é na produção do bioplástico politrimetileno tereftalato (PTT), um termoplástico reciclável não biodegradável com qualidades superiores a do polietileno tereftalato (PET). Indústrias de tecidos e de embalagens são os maiores mercados do PTT, crescendo com taxa de 16,3% ao ano, e consequentemente, incentivando a produção do 1,3-PDO. Atualmente o 1,3-PDO é produzido principalmente por síntese química, utilizando derivados do petróleo, mas a alternativa por microrganismos é vantajosa, pois gera menor emissão de poluentes, usa recursos renováveis e tem menor custo de produção. A bactéria apresentada nesse trabalho é uma Escherichia coli recombinante com genes da bactéria naturalmente produtora de 1,3-PDO Klebsiella pneumoniae. Estudos que estão sendo realizados no laboratório de Bioprodutos (USP) mostram boas perspectivas. Há diversas patentes já concedidas e a principal empresa produtora e detentora de tecnologias associada à produção desse composto é a duPont de Nemour and Company (EUA). O mercado de propanodiol tem um taxa de crescimento anual de 10,4% e espera-se que em 2021 o valor gerado seja de 621 milhões de dólares. Analisando os dados da literatura, balanço de fluxos metabólicos e dados experimentais, este projeto tem como objetivo eliminar total ou parcialmente os subprodutos lactato e acetato de E. coli recombinantes e analisar o impacto no metabolismo da bactéria e na produção de 1,3-PDO. Acreditamos que a redução desses subprodutos indesejados possa contribuir para aumentar a produção de 1,3-PDO. (AU)