Produção de para-aminobenzoato a partir de Corynebacterium glutamicum

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Fernandes, Ana Filipa Baptista
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1822/79731
Resumo: Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biológica (ramo de Tecnologia Química e Alimentar)
id RCAP_6c9b9497edff01a22f804e12e67ac5dc
oai_identifier_str oai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/79731
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository_id_str 7160
spelling Produção de para-aminobenzoato a partir de Corynebacterium glutamicumProduction of para-aminobenzoate from Corynebacterium glutamicumCorynebacterium.glutamicumC. glutamicumPara-aminobenzoatopABAPiruvato quinase (pyk)Fosfoenolpiruvato carboxilase (ppc)Glicose-6-fosfato 1-desidrogenase (zwf)Mio-inositol desidrogenase (iol)Pyruvate kinase (pyk)Phosphoenolpyruvate carboxylase (ppc)Glucose-6-phosphate 1-dehydrogenase (zwf)Myo-inositol dehydrogenase (iol)Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e TecnologiasDissertação de mestrado integrado em Engenharia Biológica (ramo de Tecnologia Química e Alimentar)A escassez de combustíveis fósseis associada à poluição que a sua extração implica conduziu à necessidade de criar alternativas mais sustentáveis na produção de energia e produtos. Uma das alternativas no combate a este problema é a produção de compostos a partir de microrganismos, recorrendo à biotecnologia. Nos últimos tempos, é de notar uma evolução crescente na quantidade e diversidade de compostos industrialmente obtidos a partir de processos biológicos. Este progresso está diretamente relacionado com o desenvolvimento de ferramentas computacionais e metodologias de engenharia metabólica que permitem desenvolver organismos otimizados para a produção de determinados compostos químicos. Os compostos aromáticos pertencem a um grupo de compostos químicos que são maioritariamente provenientes de derivados de petróleo. O ácido para-aminobenzóico (pABA), composto aromático, é produzido por síntese química e possui diversas aplicações ao nível industrial e comercial. Devido à escassez de soluções mais sustentáveis, a síntese por via biológica foi avaliada recorrendo a metodologias de engenharia metabólica de modo a desenvolver microrganismos capazes de produzir pABA a partir de diversas fontes de carbono, tais como açúcares. Neste estudo, o modelo metabólico de Corynebacterium glutamicum (C. glutamicum), bactéria que apresenta baixa toxicidade a compostos aromáticos, é otimizado, de forma a permitir a bioprodução deste composto ao nível industrial. Nesta dissertação, foi possível prever um fenótipo ótimo para a produção de pABA em C. glutamicum através da simulação matemática do metabolismo de um mutante com quatro alterações genéticas, resultado de um processo de otimização matemática do modelo metabólico da bactéria. A alteração do metabolismo que incluiu a eliminação conjunta de quatro atividades enzimáticas, tais como a piruvate quinase (codificada pelo gene pyk), fosfoenolpiruvate carboxilase (codificada pelo gene ppc), glicose-6-fosfato 1- desidrogenase (codificada pelo gene zwf) e mio-inositol desidrogenase (codificada pelo gene iol), permitiu redirecionar o fluxo de carbono para a produção de pABA e atingir um rendimento de 20% (mmol/mmol).The lack of supply of fossil fuels associated with the pollution that their extraction implies has led to the need to create more sustainable alternatives in the production of energy and products. One of the alternatives to combat this problem is the production of compounds from microorganisms, using biotechnology. In recent years, it is worth noting a growing evolution in the quantity and diversity of compounds industrially obtained from biological processes. This progress is directly related to the development of computational tools and metabolic engineering methodologies that allow the development of optimized organisms to produce certain chemical compounds. Aromatic compounds belong to a group of chemical compounds in which the respective obtainment comes mainly from petroleum derivatives. Para-aminobenzoic acid (pABA) is an aromatic compound produced by chemical synthesis and which has several applications at industrial and commercial level. Due to the scarcity of more sustainable solutions, biological synthesis was evaluated using metabolic engineering methodologies to develop microorganisms capable of producing pABA from different carbon sources, such as sugars. In this study, the metabolic model of Corynebacterium glutamicum (C. glutamicum), a bacterium that has low toxicity to aromatic compounds, is optimized to allow the bioproduction of this compound at an industrial level. In this dissertation study, it was possible to predict an optimal phenotype to produce pABA in C. glutamicum through the mathematical simulation of the metabolism of a mutant that may include four genetic alterations, resulting from a mathematical optimization process of the metabolic model of C. glutamicum. The change in metabolism that included the elimination of four enzyme activities, such as pyruvate kinase (encoded by the pyk gene), phosphoenolpyruvate carboxylase (encoded by the ppc gene), glucose-6-phosphate 1-dehydrogenase (encoded by the zwf gene) and myo-inositol dehydrogenase (encoded by the iol gene) allowed to redirect the carbon flux to the production of pABA, reaching a yield of 20% (mmol/mmol).Ferreira, Eugénio C.Carneiro, SóniaUniversidade do MinhoFernandes, Ana Filipa Baptista2021-10-152021-10-15T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/1822/79731por203015185info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-21T12:46:39Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/79731Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:44:39.973512Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
dc.title.none.fl_str_mv Produção de para-aminobenzoato a partir de Corynebacterium glutamicum
Production of para-aminobenzoate from Corynebacterium glutamicum
title Produção de para-aminobenzoato a partir de Corynebacterium glutamicum
spellingShingle Produção de para-aminobenzoato a partir de Corynebacterium glutamicum
Fernandes, Ana Filipa Baptista
Corynebacterium.glutamicum
C. glutamicum
Para-aminobenzoato
pABA
Piruvato quinase (pyk)
Fosfoenolpiruvato carboxilase (ppc)
Glicose-6-fosfato 1-desidrogenase (zwf)
Mio-inositol desidrogenase (iol)
Pyruvate kinase (pyk)
Phosphoenolpyruvate carboxylase (ppc)
Glucose-6-phosphate 1-dehydrogenase (zwf)
Myo-inositol dehydrogenase (iol)
Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e Tecnologias
title_short Produção de para-aminobenzoato a partir de Corynebacterium glutamicum
title_full Produção de para-aminobenzoato a partir de Corynebacterium glutamicum
title_fullStr Produção de para-aminobenzoato a partir de Corynebacterium glutamicum
title_full_unstemmed Produção de para-aminobenzoato a partir de Corynebacterium glutamicum
title_sort Produção de para-aminobenzoato a partir de Corynebacterium glutamicum
author Fernandes, Ana Filipa Baptista
author_facet Fernandes, Ana Filipa Baptista
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Ferreira, Eugénio C.
Carneiro, Sónia
Universidade do Minho
dc.contributor.author.fl_str_mv Fernandes, Ana Filipa Baptista
dc.subject.por.fl_str_mv Corynebacterium.glutamicum
C. glutamicum
Para-aminobenzoato
pABA
Piruvato quinase (pyk)
Fosfoenolpiruvato carboxilase (ppc)
Glicose-6-fosfato 1-desidrogenase (zwf)
Mio-inositol desidrogenase (iol)
Pyruvate kinase (pyk)
Phosphoenolpyruvate carboxylase (ppc)
Glucose-6-phosphate 1-dehydrogenase (zwf)
Myo-inositol dehydrogenase (iol)
Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e Tecnologias
topic Corynebacterium.glutamicum
C. glutamicum
Para-aminobenzoato
pABA
Piruvato quinase (pyk)
Fosfoenolpiruvato carboxilase (ppc)
Glicose-6-fosfato 1-desidrogenase (zwf)
Mio-inositol desidrogenase (iol)
Pyruvate kinase (pyk)
Phosphoenolpyruvate carboxylase (ppc)
Glucose-6-phosphate 1-dehydrogenase (zwf)
Myo-inositol dehydrogenase (iol)
Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e Tecnologias
description Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biológica (ramo de Tecnologia Química e Alimentar)
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021-10-15
2021-10-15T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/1822/79731
url https://hdl.handle.net/1822/79731
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv 203015185
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron:RCAAP
instname_str Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
collection Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository.name.fl_str_mv Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1799133008522903552

Registros relacionados