Produção de ácido xilônico com linhagens recombinantes de Komagataella phaffii

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Main Author: Ramos, Talita Gabriela Salles
Publication Date: 2019
Format: Doctoral thesis
Language: por
Source: Repositório Institucional da UnB
Download full: http://repositorio.unb.br/handle/10482/35731
Summary: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Química e Biológica, 2019.
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spelling Ramos, Talita Gabriela SallesAlmeida, João Ricardo Moreira de2019-10-30T22:07:53Z2019-10-30T22:07:53Z2019-10-302019-03-22RAMOS, Talita Gabriela Salles. Produção de ácido xilônico com linhagens recombinantes de Komagataella phaffii. 2019. 91 f., il. Tese (Doutorado em Tecnologias Química e Biológica)—Universidade de Brasília, Brasília, 2019.http://repositorio.unb.br/handle/10482/35731Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Química e Biológica, 2019.A biomassa lignocelulósica quando desconstruída libera principalmente hexoses e pentoses. As hexoses podem ser usadas para a produção de etanol enquanto que as pentoses podem ser usadas para a produção de ácidos orgânicos, agregando valor a toda a cadeia de produção de etanol. O ácido xilônico é um ácido orgânico que pode ser utilizado como substituto do ácido glucônico nas indústrias alimentícias, química, farmacêutica e de construção civil. Uma das maneiras de se produzir esse ácido é por rota microbiana usando a enzima xilose desidrogenase. Ele já foi produzido em linhagens recombinantes de Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae e Pichia kudriavzevii. A levedura Komagataella phaffii é bastante usada para modificações genéticas, por possuir diversas ferramentas que facilitam essas manipulações, e possui a capacidade de tolerar baixos pH. Nesse trabalho foram identificados novos genes que codificam para xilose desidrogenase (XDH) através de análises filogenéticas. Esses novos genes (denominados xylB-ap, xylB-bs, xylB-FM e xylB-hl) foram clonados sob controle do promotor constitutivo pGAP (gliceraldeído 3-P desidrogenase) e depois inseridos no genoma da levedura Komagataella phaffii. Linhagens recombinantes foram selecionadas a partir do perfil de produção de ácido xilônico para cada gene. As melhores linhagens obtidas, P1HL2 e P2BS6, foram caracterizadas em diferentes condições experimentais, incluindo variações nas condições de aeração e meios de cultura. A melhor produção ocorreu em biorreator, no modo batelada com meio FM22 suplementado com xilose 40g/L e glicerol 10 g/L. Para a linhagem P1HL2 a maior produção de ácido xilônico foi de 38,4 g/L com um rendimento de 0,98 g/g. Para a linhagem P2BS6 a maior produção de ácido xilônico foi de 36,2 g/L com um rendimento de 0,95 g/g. Também foi medida a capacidade das linhagens P1HL2 e P2BS6 de produzirem ácido xilônico usando hidrolisado de bagaço de cana-de-açúcar como meio de cultura. A linhagem P2BS6 foi capaz de produzir 11 g/L de ácido xilônico e teve um rendimento de 0,4 g/g, em frasco. Já a linhagem P1HL2 foi capaz de produzir 13,4 g/L de ácido xilônico e teve um rendimento de 0,5 g/g, em frasco e 19,3 g/L, de ácido xilônico, e obter um rendimento de 0,68 g/g em biorreator.Lignocellulosic biomass when deconstructed mainly releases hexoses and pentoses. Hexoses can be used for the production of ethanol while the pentoses can be used for the production of organic acids, adding value to the entire ethanol production chain. Xylonic acid is an organic acid that can be used as a substitute for gluconic acid in the food, chemical, pharmaceutical and building industries. This acid can be produced by microbial route using the enzyme xylose dehydrogenase. It has already been produced, by microbial route, in several microorganisms, such as: Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae and Pichia kudriavzevii. The yeast Komagataella phaffii is widely used for genetic modification, because it has several tools that facilitate these manipulations, and has the capacity to tolerate low pH. These characteristics make it a target microorganism for the production of xylonic acid. In this work new genes coding for xylose dehydrogenase (XDH) were identified using the template sequence of Caulobacter crescentus bacteria. These new genes (xylB-ap, xylB-bs, xylB-FM and xylB-hl) were cloned into the pGAPZB vector and then inserted into the genome of the yeast Komagataella phaffii. Recombinant strains were selected from the xylonic acid production profile for each gene. With the best lineages of the two best genes, P1HL2 and P2BS6, the bioreactor lineages were characterized with controlled temperature, agitation, aeration and pH conditions using FM22 medium supplemented with 40 g / L xylose and 10 g / L glycerol. For the lineage P1HL2 the highest production of xylonic acid was 38.4 g / L in a yield of 0.98 g / g. For the P2BS6 line the highest production of xylonic acid was 36.2 g / L in a yield of 0.95 g / g. The ability of the P1HL2 and P2BS6 lines to produce xylonic acid using sugarcane bagasse hydrolyzate as the culture medium was also measured. The P2BS6 strain was able to produce 11 g / L xylonic acid and had a yield of 0.4 g / g, in flask. The P1HL2 strain was able to produce 13.4 g / L xylonic acid andProdução de ácido xilônico com linhagens recombinantes de Komagataella phaffiiProduction of xylonic acid using recombinant lines of Komagataella phaffiinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisBiomassa lignocelulósicaÁcidos orgânicosÁcido xilônico - produçãoKomagataella phaffiiinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBORIGINAL2019_TalitaGabrielaSallesRamos.pdf2019_TalitaGabrielaSallesRamos.pdfapplication/pdf7452864http://repositorio2.unb.br/jspui/bitstream/10482/35731/1/2019_TalitaGabrielaSallesRamos.pdf09469b6cf77ac40c62f11d18e6672ef0MD51open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain102http://repositorio2.unb.br/jspui/bitstream/10482/35731/2/license.txtaed4704d04bb260d4decd80db311aaa5MD52open access10482/357312023-07-24 23:51:39.105open accessoai:repositorio2.unb.br:10482/35731U3VibWlzc8OjbyBlZmV0aXZhZGEgZGUgYWNvcmRvIGNvbSBsaWNlbsOnYSBjb25jZWRpZGEgcGVsbyBhdXRvciBlL291IGRldGVudG9yIGRvcyBkaXJlaXRvcyBhdXRvcmFpcy4KBiblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestopendoar:2023-07-25T02:51:39Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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