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Construção de uma fábrica celular para produção de ácido 3-hidroxipropiônico

Processo: 19/07902-6
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2019
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química
Pesquisador responsável:Adilson José da Silva
Beneficiário:Gabriel Luz Chaves
Instituição-sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:16/10636-8 - Da fábrica celular à biorrefinaria integrada Biodiesel-Bioetanol: uma abordagem sistêmica aplicada a problemas complexos em micro e macroescalas, AP.BIOEN.TEM
Assunto(s):Engenharia bioquímica   Engenharia metabólica   Escherichia coli   Biorrefinarias

Resumo

O ácido 3-hidroxipropiônico (3-HP) é um dos dez compostos listados pelo Departamento de Energia (DOE) dos EUA como mais promissores a serem produzidos a partir de biomassa no contexto das biorrefinarias. Seu caráter bifuncional lhe confere alta reatividade e grande potencial para substituir derivados do petróleo na indústria química e na produção de biopolímeros. Neste projeto, propõe-se a construção de linhagens recombinantes da bactéria Escherichia coli para o desenvolvimento de um bioprocesso de produção de 3-HP, em substituição dos processos convencionais, poluentes e caros. Para isso, estratégias de engenharia metabólica serão empregadas no desenho e na construção das linhagens recombinantes, e será empregada xilose como fonte de carbono, simulando a utilização dos carboidratos da fração hemicelulósica de resíduos de uma biorrefinaria de produção de etanol. Especificamente na etapa de design da linhagem, serão combinados dados da literatura com resultados de otimização in silico de um modelo metabólico em escala genômica para definição das modificações genéticas com potencial de favorecer a formação do produto de interesse. As modificações previstas serão gradualmente implementadas em células de E. coli K-12, e a produção de 3-HP, biomassa e subprodutos metabólicos será monitorada em cultivos em frascos agitados a cada nova linhagem construída. Espera-se, dessa forma, obter linhagens de E. coli capazes de produzir 3-HP para futura implementação de um bioprocesso alternativo de produção desse composto no contexto de uma biorrefinaria.

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