Ingeniería metabólica de pseudomonas putida H para potenciar la producción de polihidroxialcanoatos a partir de benzoato de sodio y fenol como únicas fuentes de carbono y energía

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dc.contributor.advisorPoblete Castro, Ignacio
dc.contributor.advisorBorrero de Acuña, José Manuel
dc.contributor.authorHidalgo Dumont, Cristian Eduardo
dc.contributor.editorFacultad de Ciencias Biológicas
dc.contributor.editorEscuela de Ingeniería en Biotecnología
dc.date.accessioned2017-11-07T19:42:55Z
dc.date.available2017-11-07T19:42:55Z
dc.date.issued2017
dc.descriptionTesis (Magíster en Biotecnología)es_CL
dc.descriptionProyecto FONDECYT Inicio (nº 11150174).
dc.description.abstractLa acumulación de plásticos sintéticos no degradables basados en petróleo y la producción de residuos industriales lignocelulósicos tóxicos han ido en aumento durante las últimas décadas, provocando graves problemas de contaminación ambiental. La solución más rentable y amigable con el medio ambiente es la producción biológica de bioplásticos a partir de fuentes de carbono renovables, tal como el uso de residuos industriales derivados de la lignina. En este estudio se utilizó por primera vez benzoato, compuestos aromáticos modelo, como única fuente de carbono para la producción de Polihidroxialcanoatos (PHAs) en Pseudomonas putida H. Los PHAs han sido propuestos como uno de los biopolímeros más atractivos para reemplazar los plásticos convencionales, ya que presentan propiedades mecánicas y físicas similares a los disponibles en el mercado. A través de la ingeniería metabólica de las rutas de degradación de compuestos aromáticos orto, se logró aumentar la síntesis de PHAs de 0,13 (g/L) en la cepa parental P. putida H a 0,25 (g/L) en la cepa mutante catA2 en cultivos de tipo discontinuo. Esto representa un aumento del 84% en la productividad de PHAs. Además, no existió una alteración de los parámetros fisiológicos (tasa especifica de crecimiento, rendimiento en sustrato) en la cepa mutante en comparación con P. putida H. Bajo condiciones de producción de PHA (limitación de nitrógeno), otros productos secundarios se encontraron en los cultivos tales como catecol, cis-cis muconato, pero no 2-hidroxisemialdehido muconato. Por lo tanto, aún queda mucho espacio para mejorar, donde la ingeniería de enzimas en los pasos limitantes y la sobreexpresión del gen relacionado con la conversión de catecol podrían ser estrategias claves para aumentar la producción de PHAs en P. putida H. Además, esto debe estar acoplado a la optimización de procesos en biorreactores para alcanzar altas productividades volumétricas.es_CL
dc.description.abstractThe accumulation of non-degradable synthetic plastics based on petroleum and the production of toxic industrial lignocellulosic wastes has been increasing during the last decades, causing serious problems of environmental contamination. The most cost-effective and environmentally friendly solution is the biological production of bioplastics from renewable carbon sources, such as the use of industrial waste derived from lignin. In this study, we first used benzoate, model aromatic compounds, as the only carbon source for the production of polyhydroxyalkanoates (PHAs) in Pseudomonas putida H. PHAs have been proposed as one of the most attractive biopolymers to replace conventional plastics, cause they have mechanical and physical properties similar to those available in the market. Through the metabolic engineering of the degradation routes of ortho aromatic compounds, it was possible to increase PHA synthesis of 0.13 (g/L) in the P. putida H parent strain at 0.25 (g/L) in the mutant strain catA2 in cultures of discontinuous type. This represents an increase of 84% in the productivity of PHAs. In addition, there was no alteration of the physiological parameters (specific rate of growth, yield of substrate) in the mutant strain compared to P. putida H. Under conditions of PHA production (nitrogen limitating), other by-products were founded in cultures such as catechol, cis-cis muconate, but not 2-hydroxysemaldehyde muconate. Therefore, there is still much for improvement where enzyme engineering in the limiting steps and overexpression of the gene related to catechol conversion could be key strategies to increase the production of PHAs in P. putida H. In addition, this must be coupled to the optimization of processes in bioreactors to achieve high volumetric productivities.
dc.identifier.urihttp://repositorio.unab.cl/xmlui/handle/ria/4545
dc.language.isoeses_CL
dc.publisherUniversidad Andrés Belloes_CL
dc.subjectPseudomonases_CL
dc.subjectPolímeroses_CL
dc.titleIngeniería metabólica de pseudomonas putida H para potenciar la producción de polihidroxialcanoatos a partir de benzoato de sodio y fenol como únicas fuentes de carbono y energíaes_CL
dc.typeTesises_CL
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