Desenvolvimento de estratégias para aumento na eficiência de conversão de propionato em polihidroxialcanoatos de cadeia média em Pseudomonas sp. via engenharia metabólica (2023)
- Authors:
- Autor USP: OLIVEIRA, PEDRO HENRIQUE SANTOS - Interunidades em Biotecnologia
- Unidade: Interunidades em Biotecnologia
- Subjects: BIOTECNOLOGIA; PSEUDOMONAS; BACTÉRIAS AERÓBICAS GRAM-NEGATIVAS; CANA-DE-AÇÚCAR; MUTAGÊNESE; GENOMAS; OXIDAÇÃO
- Keywords: 2-methylisocitrate; 2-metilisocitrato; engenharia metabólica; metabolic engineering; modulação de PHA; PHA modulation; Polihidroxialcanoatos; Polyhydroxyalkanoates; propionate; propionato
- Language: Português
- Abstract: Pseudomonas sp. LFM046 é uma bactéria isolada de cana-de-açúcar, capaz de produzir polihidroxialcanoatos de cadeia média (mclPHA) a partir de carboidratos ou óleos vegetais. Os carboidratos, quando usados como fonte de carbono, geralmente permitem que as bactérias produzam PHA apenas com monômeros de comprimento de cadeia uniforme (3HAeven). O uso de propionato como co-substrato permitiu a síntese de monômeros de cadeia ímpar (3HAodd), porém com baixos rendimentos (Y3HAodd/Prop). Um mutante prp- (LFM693) foi obtido por mutagênese mini-Tn5. Foi confirmado que o gene interrompido é o prpB, que codifica a 2-metilisocitrato liase, enzima que catalisa uma etapa da oxidação do propionato via ciclo do 2-metilcitrato (2MCC). Notavelmente, LFM693 mostrou maior Y3HAodd/Prop em baixas concentrações de propionato. Em contraste, a incorporação de C3 foi menos eficiente em altas concentrações de propionato, semelhante à cepa selvagem. Essa eficiência reduzida pode ser devida a uma via adicional de oxidação do propionato ou à excreção de 2-metilisocitrato (2MIC).Análise aprofundada dos dados do genoma de Pseudomonas sp. LFM046 não identificou uma cópia extra de prpB nem genes da via 2-metilmalonil. Balanços de massa e análises de isotopômeros indicaram oxidação de propionato no mutante LFM693, apesar da interrupção de 2MCC. Experimentos usando propionato marcado com C1 (13C) revelaram uma via alternativa de oxidação do propionato (α-oxidação, β-oxidação, ou 3-metilmalato), cujos genes ainda não foram revelados. O ajuste fino da composição molar de mclPHA foi obtido com Pseudomonas sp. LFM693. Uma configuração de batelada com alimentação constante foi implementada para controlar a composição do PHA e minimizar o efeito tóxico do propionato. A incorporação linear de HAodd no copolímero foi alcançada, em correlação direta com a razão molar de propionato e glicose na solução de alimentação. A ausência de 2-metilisocitrato como subproduto confirma que o mutante prpB- ainda é capaz de oxidar o propionato. O mclPHA produzido apresentou uma composição molar monomérica, com propriedades termomecânicas adequadas para aplicações como adesivos sensíveis à pressão e agente de revestimento.
- Imprenta:
- Data da defesa: 18.08.2023
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ABNT
OLIVEIRA, Pedro Henrique Santos. Desenvolvimento de estratégias para aumento na eficiência de conversão de propionato em polihidroxialcanoatos de cadeia média em Pseudomonas sp. via engenharia metabólica. 2023. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2023. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/87/87131/tde-13052024-092528/. Acesso em: 02 dez. 2025. -
APA
Oliveira, P. H. S. (2023). Desenvolvimento de estratégias para aumento na eficiência de conversão de propionato em polihidroxialcanoatos de cadeia média em Pseudomonas sp. via engenharia metabólica (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/87/87131/tde-13052024-092528/ -
NLM
Oliveira PHS. Desenvolvimento de estratégias para aumento na eficiência de conversão de propionato em polihidroxialcanoatos de cadeia média em Pseudomonas sp. via engenharia metabólica [Internet]. 2023 ;[citado 2025 dez. 02 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/87/87131/tde-13052024-092528/ -
Vancouver
Oliveira PHS. Desenvolvimento de estratégias para aumento na eficiência de conversão de propionato em polihidroxialcanoatos de cadeia média em Pseudomonas sp. via engenharia metabólica [Internet]. 2023 ;[citado 2025 dez. 02 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/87/87131/tde-13052024-092528/ - Análise fisiológica e cinética do crescimento da levedura oleaginosa Yarrowia lipolytica IMUFRJ 50682 em diferentes fontes de carbono
- Constant fed-batch cultivation with glucose and propionate as co-substrate: a strategy to fine-tune polyhydroxyalkanoates monomeric composition in Pseudomonas spp.
- Oxidation of propionate in Pseudomonas sp. LFM046: relevance to the synthesis of polyhydroxyalkanoates containing odd-chain length monomers and 2-methylisocitrate
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