Efecto de la delecion de reguladores globales sobre la producción de 1,3-propanodiol y acido succínico en Escherichia coli

DÍAZ PEÑA, ROCÍO; EGOBURO, DIEGO; M. JULIA PETTINARI; MANUEL S. GODOY

Rosario

Congreso; XXIII Congreso Latinoamericano de Microbiologia, XIV Congreso Argentino de Microbiologia; 2016

ALAM - AAM

Los reguladores globales en Escherichia coli controlan múltiples operones simultáneamente. Algunos de ellos están relacionados con el metabolismo central afectando el flujo de carbono y el poder reductor intracelulares. Mutaciones en estos genes pueden generar contextos metabólicos ventajosos para obtención de compuestos de interés biotecnológico. Particularmente se evaluó el efecto de la deleción de los reguladores Cra y Rob en la producción heteróloga de 1,3-propanodiol (1,3-PDO). Se realizaron cultivos de mutantes de inactivación de estos genes conteniendo además los genes necesarios para la biosíntesis de este compuesto provenientes de Klebsiella pneumoniae en un plásmido inducible, en medio mínimo con glicerol y glucosa durante 24 h. Se ensayaron 2 condiciones de disponibilidad de oxígeno: i) aerobiosis: 200 rpm y una relación de Volumencultivo:Volumenrecipiente de 1/10 y ii) microaerobiosis: 125 rpm y una relación de volúmenes de 1/2. Los resultados no mostraron diferencias en el caso del regulador rob. En cuanto a la cepa Δcra en baja tensión de O2 se vio un aumento significativo en la concentración de 1,3-PDO (0,80 ± 0,03 g/L) respecto de la cepa salvaje (0,33 ± 0,03 g/L) la cual aumento inclusive más cuando se utilizaron simultáneamente glucosa y glicerol como fuentes de carbono (1,20 ± 0,01 g/L). Además las concentraciones de 1,3-PDO y el rendimiento por mol de sustrato fueron mayores en microaerobiosis (0,78 ± 0,07 mol 1,3-PDO/mol glicerol) que en aerobiosis (0,15 ± 0,04 mol 1,3-PDO/mol glicerol).En experimentos anteriores Δcra mostró un incremento significativo en la producción de succinato. Se evaluó, entonces, el efecto de la sobreexpresión de enzimas carboxilantes en esta cepa con el fin de incrementar la producción. Se llevaron a cabo cultivos de mutantes Δcra sobre expresando distintas enzimas carboxilantes en anaerobiosis en tubos sellados herméticamente llenos de medio mínimo con glucosa 0.5% sin agitación a 37°C por 24 h. En este caso no hubo diferencias en la producción volumétrica para la mutante Δcra con respecto a la cepa salvaje con ninguna de las enzimas. Puede mencionarse un aumento significativo de succinato relativo a la biomasa para la Δcra (177±7 mmol/g peso seco) con respecto a la cepa salvaje (99 ± 20 mmol/g peso seco) en cepas que sobreexpresan la enzima fosfoenolpiruvato carboxiquinasa. Como conclusiones, la mutante cra parece ser un contexto adecuado para la producción de 1,3-PDO en condiciones sustentables de cultivo utilizando baja tensión de oxígeno y a partir de una fuente de carbono económica como el glicerol. Además el uso de glicerol y glucosa simultáneo permite aumentar aún más la acumulación del solvente. Por su parte, aun cuando no se vieron diferencias en la producción de succinato, el rendimiento por biomasa sí parece aumentar por lo cual parece posible explorar nuevas estrategias para utilizar la cepa Δcra para la producción de este ácido.