Desenvolvimento de um processo de produção do aminoácido treonina por via biotecnológia (2022)
- Authors:
- Autor USP: REIS, JOÃO LUCAS MAEHARA SAID DOS - Interunidades em Biotecnologia
- Unidade: Interunidades em Biotecnologia
- Subjects: AMINOÁCIDOS; BIOTECNOLOGIA; ESCHERICHIA COLI; BIOPROCESSOS; INIBIDORES DE ENZIMAS
- Keywords: Escherichia coli; Escherichia coli; Bioprocesses; Bioprocessos; L-Threonine; L-Treonina; SuperPro Designer; SuperPro Designer
- Language: Português
- Abstract: O mercado global de aminoácidos foi avaliado em US$ 21.768,2 milhões em 2019 e deve chegar a US$ 41.296,7 milhões até 2027, progredindo a um CAGR (Compound Annual Growth Rate) de 8,3% de 2019 a 2027. Já a demanda global do aminoácido treonina foi de 1.007,5 quilo toneladas em 2019 e deve chegar a 2.165,2 quilo toneladas até 2027, crescendo a um CAGR estimado de 6,1% de 2020 a 2027 (GRAND VIEW RESEARCH, 2021). Como a L-treonina é o terceiro aminoácido mais vendido com base no volume e o segundo aminoácido mais utilizado na alimentação de suínos e aves, o desenvolvimento do bioprocesso de produção de Treonina no Brasil mostra-se bastante promissor. Esse trabalho visou a desenvolver esse bioprocesso numa visão industrial. Primeiramente, foi feita a construção de linhagens mutantes da bactéria Escherichia coli para a produção de L-treonina por via biotecnológica. Foram utilizadas estratégias para a alteração de determinadas vias metabólicas de modo a direcionar o fluxo de carbono para a síntese do aminoácido de interesse. Foi realizada a superexpressão das principais enzimas na via sintética. O operon thrABC presente no genoma de E. coli é responsável pela síntese das principais enzimas envolvidas na biossíntese de treonina, que são: Aspartato Quinase, Homoserina Desidrogenase e Treonina Sintase. A estratégia adotada foi a superexpressão de apenas o gene thrB, contendo o promotor sintético pJ23100. Outra estratégia envolveu a engenharia de sistemas exportadores e importadores de treonina, que permitiu aumentar a produção, facilitando a acumulação extracelular de treonina.Dessa forma, a superexpressão de outro gene, o rhtC mostrou-se como uma alternativa para aumentar a concentração extracelular do aminoácido sem prejudicar a sua produção. Além disso, a deleção dos genes tdcC e sstT, responsáveis pela importação da treonina presente no meio para o interior da célula também se mostrou como uma alternativa promissora no aumento da quantidade produzida desse aminoácido. Como resultado, a superexpressão dos genes thrB e o rhtC foi a principal estratégia adotada. A bactéria utilizada como plataforma para a superexpressão foi uma Escherichia coli MG1655, com os genes metJ e lysA previamente nocauteados. O gene metJ é um inibidor da enzima Aspartato Quinase, enquanto o nocaute do gene lysA torna a bactéria auxotrófica no aminoácido lisina, cuja via para síntese é concorrente da via da treonina. Ao total foram gerados 8 mutantes, sendo a linhagem MG1655 ΔMetJ ΔlysA pBBR-rhtC-thrB a que apresentou os melhores resultados de produção em agitador rotativo. Por esse motivo ela foi escolhida para ensaio em biorreator, atingindo uma concentração de treonina de 15,2 g/L em 48 horas de ensaio.
- Imprenta:
- Data da defesa: 31.08.2022
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ABNT
REIS, João Lucas Maehara Said dos. Desenvolvimento de um processo de produção do aminoácido treonina por via biotecnológia. 2022. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2022. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/87/87131/tde-23102023-142931/. Acesso em: 25 fev. 2026. -
APA
Reis, J. L. M. S. dos. (2022). Desenvolvimento de um processo de produção do aminoácido treonina por via biotecnológia (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/87/87131/tde-23102023-142931/ -
NLM
Reis JLMS dos. Desenvolvimento de um processo de produção do aminoácido treonina por via biotecnológia [Internet]. 2022 ;[citado 2026 fev. 25 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/87/87131/tde-23102023-142931/ -
Vancouver
Reis JLMS dos. Desenvolvimento de um processo de produção do aminoácido treonina por via biotecnológia [Internet]. 2022 ;[citado 2026 fev. 25 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/87/87131/tde-23102023-142931/
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