carrera de especializacion en biotecnologia...

Prof: Guillermo R. Castro E-mail: grcastro@gmail.com 2012.

Clase # 3A

CARRERA DE ESPECIALIZACION EN BIOTECNOLOGIA INDUSTRIAL

FCEyN-INTI

Materia de Articulación E4B Ingeniería Metabólica

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Objetivos de los Procesos de Ing. Metabólica

• Incrementar la productividad y/o el rendimiento de sustancias sintetizadas por las células.

• Aumentar la variabilidad de sustancias capaces de ser metabolizadas por las células.

• Síntesis de nuevas sustancias.

•Mejoramiento del metabolismo celular.

•Degradación de productos toxicos y/o recalcitrantes.

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Parámetros relevantes

Rendimiento (Y): CUANTO se produce en función de los materiales

que se consumen (fuente de C).

⇒Re-direccionamiento de flujos metabólicos.

Productividad (P): lo que se produce en función de lo que se invierte.

Depende de la velocidad específica de incorporación

del sustrato considerado limitante.

=> Amplificación de los flujos metabólicos.

Relevancia Social: Green Chemistry

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Adonde vamos? Población

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Adonde estamos?

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Clasificación de sectores Biotech

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BIO areas mas relevantes

* BTL=biomass through liquid

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Identificación de sectores

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*Toe=Toneladas

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El mercado europeo y sus proyecciones

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Definición de solvente

• Se define solvente como aquella sustancia que es capaz de disolver otras sustancias simples o complejas sin producir cambios químicos en las estructuras de las mismas.

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Estrategias para el desarrollo de microorganismos productores de

solventes 1. Busqueda de sustratos de bajo costo (reciclado de

materiales biológicos).

2. Aumentar los rendimientos de producción

3. Desarrollo de cepas capaces de trabajar en condiciones de continuas de cultivo y/o sitemas inmobilizados

4. Desarrollo de cepas productoras de altas concentraciones y exhiban elevada tolerancia al producto final (e.g. membranas celulares).

5. Desarrollo de sistemas que permitan producir mas de un compuestos simultaneamente (e.g. diversos solventes).

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Biotech EU report, 2007.

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Produccion de etanol

Producción de Etanol en EE.UU.

Biotech report 2007 UE

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Tendencias de la produccion de bioetanol en la Unión Europea

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Materiales lignocelulósicos

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Biocombustibles

Etanol:

Celulosa es hidrolizada recuperándose 95-98 % de

D-xilosa y D-glucosa.

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(haya)

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Esquema metabólico gral. síntesis de etanol

Etapas: 1º.- Aumentar PDC (piruvato decarboxilasa)

2º.- Aumentar la expresion de ADH (Alcohol dehidrogenasa)

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Esquema de las vías metabolicas involucradas en la producción de etanol por Saccharomyces cerevisae

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Esquema de las vías metabolicas involucradas en la producción de etanol por Saccharomyces cerevisae

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Esquema de las vías metabolicas

involucradas en la producción de

etanol por Zymomonas mobilis

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Saccharomyces cerevisae

Células de levadura inmobilizadas

Potenciales problemas de la producción de etanol por S. cerevisae

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Potenciales problemas de Saccharomyces cerevisae: potenciales sitios de inhibición

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Problema: S. cerevisae y Zimomonas mobilis no fermentan pentosas (8 al 28 % aprox. de las lignocel.) => dos alternativas para aumentar eficiencia:

1.- Buscar microorganismos degradadores de hexosas y pentosas. E.g. Pichia stipitis (lev.) u otras bact., hongos y levs.

2.- Modificar geneticamente algún microorganismo conocido. Ej.: E. coli

Se trabajo en 3 microorganismos conocidos:

Erwinia chrysantemi

Klebisella planticola

E. coli

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Caso: remolacha azucarera (sugar beet)

Top Ten Sugar Beet Producers - 2005 (million metric ton)

France 29

Germany 25

United States 25

Russia 22

Ukraine 16

Turkey 14

Italy 12

Poland 11

United Kingdom 8

Spain 7

World Total 242

Source: UN Food & Agriculture Organisation (FAO)[3]

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FIN CLASE 3

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