Levedura turbo: altas velocidades glicolíticas apresentadas por Saccharomyces cerevisiae em sacarose

• Processo: 17/18206-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2018
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Andreas Karoly Gombert
• Beneficiário: Carla Ines Soares Rodrigues
• Supervisor: Sebastian Aljoscha Wahl
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia de Alimentos (FEA). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Delft University of Technology (TU Delft), Holanda
• Vinculado à bolsa: 16/07285-9 - Por que Saccharomyces cerevisiae não apresenta velocidade específica de crescimento maior em glicose do que em sacarose?, BP.DR
• Assunto(s): Microbiologia industrial Saccharomyces cerevisiae Biologia de sistemas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biologia de sistemas | Biotecnologia Industrial | Fisiologia de leveduras | metabolismo de sacarose | Saccharomyces cerevisiae | Microbiologia Industrial

Resumo

A glicólise é uma via metabólica central em leveduras, de grande relevância para a produção de moléculas chamadas building blocks. Sua regulação tem sido tema de estudos científicos há décadas - entretanto estratégias de engenharia para aumentar o fluxo glicolítico ainda não levaram a resultados satisfatórios. Curiosamente, o fluxo glicolítico de linhagens nativas e industriais de Saccharomyces cerevisiae é maior quando o cultivo é realizado utilizando sacarose como fonte única de carbono e energia, em comparação com glicose. Apesar destas descobertas, o metabolismo da sacarose na levedura S. cerevisiae não está completamente elucidado e algumas questões, tais como "Por que a levedura S. cerevisiae é capaz de crescer com maior velocidade específica em sacarose do que em glicose?", aguardam respostas. O metabolismo da sacarose em S. cerevisiae é impulsionado pela enzima invertase, a qual catalisa a hidrólise desse dissacarídeo, liberando os monômeros glicose e frutose. O consumo de substratos em geral pela S. cerevisiae caracteriza-se pelo mecanismo de repressão por glicose, resultando em consumo preferencial da glicose, em detrimento dos demais carboidratos disponíveis no meio de cultura. Assim, em princípio, é esperado que o crescimento em glicose seja mais rápido do que o crescimento em sacarose. Curiosamente, esse não é o caso - estudos anteriores sobre a utilização de sacarose pela S. cerevisiae reportaram maior velocidade específica de crescimento dessa levedura em sacarose em comparação ao seu crescimento em glicose. O mecanismo preciso da regulação gênica envolvida no catabolismo da sacarose comparado ao da glicose em S. cerevisiae ainda não foi descrito, tampouco o perfil metabólico (ou seja, concentrações de metabólicos e fluxos). Neste projeto nós utilizaremos cultivos em biorreatores sob condições de aerobiose ou anaerobiose plena, e aplicaremos ferramentas atuais de biologia de sistemas: metabolômica, fluxômica e modelagem matemática para adquirir informações a cerca do metabolismo e da regulação celular. Este trabalho vislumbra revelar o metabolismo da sacarose por meio da biologia de sistemas, ou seja, nós estudaremos a fisiologia de diferentes linhagens de S. cerevisiae em sacarose e analisaremos as concentrações extra e intracelular de metabólitos para compreender e, eventualmente, modificar a glicólise em leveduras para obter maiores velocidades de consumo de glicose e, consequentemente, maiores velocidades específicas de crescimento.

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)

RODRIGUES, CARLA INES SOARES; DEN RIDDER, MAXIME; PABST, MARTIN; GOMBERT, ANDREAS K.; WAHL, SEBASTIAN ALJOSCHA. Comparative proteome analysis of different Saccharomyces cerevisiae strains during growth on sucrose and glucose. SCIENTIFIC REPORTS, v. 13, n. 1, p. 10-pg., 2023-02-06. (16/07285-9, 17/18206-5, 17/08464-7)

SOARES RODRIGUES, CARLA INES; WAHL, ALJOSCHA; GOMBERT, ANDREAS K.. Aerobic growth physiology of Saccharomyces cerevisiae on sucrose is strain-dependent. FEMS Yeast Research, v. 21, n. 3, p. 13-pg., 2021-04-07. (16/07285-9, 17/18206-5, 17/08464-7)

SOARES RODRIGUES, CARLA INES; WAHL, ALJOSCHA; GOMBERT, ANDREAS K.. erobic growth physiology of Saccharomyces cerevisiae on sucrose is strain-dependen. FEMS Yeast Research, v. 21, n. 3, MAY 2021. (17/18206-5, 17/08464-7, 16/07285-9)