Avaliação de vetores de expressão para Xantomonas ssp. aplicados à produção de goma xantana
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFSCAR |
Texto Completo: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16101 |
Resumo: | Xanthomonas sp. are proteobacteria widely known for its pathogenic association with varied species of plants, such as Xanthomonas campestris, which causes black rot that affects crucifers. Its pathogenicity is partially supported by the production of a biofilm that has high viscosity, xanthan gum. This biopolymer has properties that allow it to complement natural and synthetic water-soluble gums, presenting emulsifying and thickening activity, showing great appreciation for several industry sectors. Unfortunately, Brazil doesn’t have a national production of the compound, being totally dependent on imports. To make the gum production process more attractive and efficient, it is highly relevant to enter the field of development of optimized strains, which is being little explored. Contributing to change this scenario, Kundlascht (2017) developed a deterministic mathematical model that encompasses the reactions for the synthesis of xanthan gum monomers, and from it was able to identify a bottleneck in this pathway with the reactions catalyzed by the enzymes UDPGlucose pyrophosphorylase (UDPG-PP) and UDP-Glucose dehydrogenase (UDPGdeH). With these results obtained in silico, the present work sought to validate this hypothesis in vivo, cloning the genes for the enzymes UDPG-PP and UDPG-deH in very versatile vectors used for the construction of metabolic pathways, belonging to the ePathBrick vectors collection, based on the Biobrick. Initially these plasmids showed promise for use in the chassis of Xanthomonas campestris sub. campestris (XCC), but throughout the experiments they were not functional in the bacterium. From this results, new objectives were set, resulting in the proposal to construct plasmids for use in XCC while maintaining the versatility of the ePathBrick vectors backbone. |
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This biopolymer has properties that allow it to complement natural and synthetic water-soluble gums, presenting emulsifying and thickening activity, showing great appreciation for several industry sectors. Unfortunately, Brazil doesn’t have a national production of the compound, being totally dependent on imports. To make the gum production process more attractive and efficient, it is highly relevant to enter the field of development of optimized strains, which is being little explored. Contributing to change this scenario, Kundlascht (2017) developed a deterministic mathematical model that encompasses the reactions for the synthesis of xanthan gum monomers, and from it was able to identify a bottleneck in this pathway with the reactions catalyzed by the enzymes UDPGlucose pyrophosphorylase (UDPG-PP) and UDP-Glucose dehydrogenase (UDPGdeH). With these results obtained in silico, the present work sought to validate this hypothesis in vivo, cloning the genes for the enzymes UDPG-PP and UDPG-deH in very versatile vectors used for the construction of metabolic pathways, belonging to the ePathBrick vectors collection, based on the Biobrick. Initially these plasmids showed promise for use in the chassis of Xanthomonas campestris sub. campestris (XCC), but throughout the experiments they were not functional in the bacterium. From this results, new objectives were set, resulting in the proposal to construct plasmids for use in XCC while maintaining the versatility of the ePathBrick vectors backbone.Xanthomonas ssp. são proteobactérias amplamente conhecidas pela sua associação patogênica às mais variadas espécies de plantas, como por exemplo a Xanthomonas campestris, causadora da podridão negra que acomete as crucíferas. Sua patogenicidade em partes é apoiada na produção de um biofilme que apresenta alta viscosidade, a goma xantana, e descobriu-se que a mesma apresenta propriedades que lhe permitiriam complementar gomas hidrossolúveis naturais e sintéticas, apresentando atividade emulsificante e espessante, demonstrando grande apreço para diversos setores da indústria. Infelizmente o Brasil não tem uma produção nacional do composto, ficando totalmente dependente das importações. Para tornar o processo de produção da goma cada vez mais atrativo e aprimorado é altamente relevante adentrar ao campo do desenvolvimento de linhagens otimizadas, o que vendo sendo pouco explorado. Contribuindo para mudar esse cenário, Kundlascht (2017) desenvolveu um modelo matemático determinístico que engloba as reações para a síntese dos monômeros da goma xantana, e a partir dele conseguiu identificar um gargalo nessa via com as reações catalisadas pelas enzimas UDP-Glicose pirofosforilase (UDPG-PP) e UDP-Glicose desidrogenase (UDPG-deH). Com esses resultados obtidos in silico, o presente trabalho buscou a validação dessa hipótese in vivo, clonando os genes para as enzimas UDPG-PP e UDPG-deH em vetores muito versáteis na construção de vias metabólicas, pertencentes a coleção ePathBrick vectors, baseados no sistema Biobrick. Inicialmente esses plasmídeos mostraram-se promissores para utilização no chassi de Xanthomonas campestris sub. campestris (XCC), mas ao longo dos experimentos não se apresentaram funcionais na bactéria, surgindo uma nova diretriz no trabalho, resultando na proposta de construção de plasmídeos para uso em XCC mantendo a versatilidade do esqueleto dos ePathBrick Vectors.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosBiotecnologia - BiotecUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessBiopolímerosEngenharia metabólicaGoma xantanaPlasmídeosCIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::BIOLOGIA MOLECULARCIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::BIOQUIMICA DOS MICROORGANISMOSCIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIAENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICACIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA::GENETICA MOLECULAR E DE MICROORGANISMOSCIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA::MICROBIOLOGIA APLICADAAvaliação de vetores de expressão para Xantomonas ssp. aplicados à produção de goma xantanaEvaluation of expression vectors for Xanthomonas ssp. applied for xanthan gum productioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis6006001c7296d8-a6a1-4938-92ff-1182b3437864reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALTCC_Richard Daniel Cruz corrigido final.pdfTCC_Richard Daniel Cruz corrigido final.pdfapplication/pdf1546770https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16101/1/TCC_Richard%20Daniel%20Cruz%20corrigido%20final.pdf9d924d0d316b85d4f9a3879280ae6826MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16101/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52TEXTTCC_Richard Daniel Cruz corrigido final.pdf.txtTCC_Richard Daniel Cruz corrigido final.pdf.txtExtracted texttext/plain99184https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16101/3/TCC_Richard%20Daniel%20Cruz%20corrigido%20final.pdf.txtc7e6c600c5e2b51012c027010fb1a894MD53THUMBNAILTCC_Richard Daniel Cruz corrigido final.pdf.jpgTCC_Richard Daniel Cruz corrigido final.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6428https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16101/4/TCC_Richard%20Daniel%20Cruz%20corrigido%20final.pdf.jpgeb9ce0bcbb97d2d8e8c2b789b7acc7feMD54ufscar/161012023-09-18 18:32:27.162oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/16101Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:27Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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Xanthomonas sp. are proteobacteria widely known for its pathogenic association with varied species of plants, such as Xanthomonas campestris, which causes black rot that affects crucifers. Its pathogenicity is partially supported by the production of a biofilm that has high viscosity, xanthan gum. This biopolymer has properties that allow it to complement natural and synthetic water-soluble gums, presenting emulsifying and thickening activity, showing great appreciation for several industry sectors. Unfortunately, Brazil doesn’t have a national production of the compound, being totally dependent on imports. To make the gum production process more attractive and efficient, it is highly relevant to enter the field of development of optimized strains, which is being little explored. Contributing to change this scenario, Kundlascht (2017) developed a deterministic mathematical model that encompasses the reactions for the synthesis of xanthan gum monomers, and from it was able to identify a bottleneck in this pathway with the reactions catalyzed by the enzymes UDPGlucose pyrophosphorylase (UDPG-PP) and UDP-Glucose dehydrogenase (UDPGdeH). With these results obtained in silico, the present work sought to validate this hypothesis in vivo, cloning the genes for the enzymes UDPG-PP and UDPG-deH in very versatile vectors used for the construction of metabolic pathways, belonging to the ePathBrick vectors collection, based on the Biobrick. Initially these plasmids showed promise for use in the chassis of Xanthomonas campestris sub. campestris (XCC), but throughout the experiments they were not functional in the bacterium. From this results, new objectives were set, resulting in the proposal to construct plasmids for use in XCC while maintaining the versatility of the ePathBrick vectors backbone. |
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