Uso de proteínas con actividad de chaperona para optimizar la síntesis de productos de interés biotecnológico en Escherichia coli
La phasinas son proteínas asociadas a gránulos intracelulares de polihidroxialcanoatos (PHA), polímeros biodegradables acumulados por muchas bacterias como material de reserva. Además de su función estructural en la cubierta de los gránulos, se ha demostrado que las phasinas tienen funciones regulat...
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| Otros Autores: | |
| Formato: | Tesis doctoral publishedVersion |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
2022
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7104_Alvarez http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=aextesis&d=tesis_n7104_Alvarez_oai |
| Aporte de: |
| Sumario: | La phasinas son proteínas asociadas a gránulos intracelulares de polihidroxialcanoatos (PHA), polímeros biodegradables acumulados por muchas bacterias como material de reserva. Además de su función estructural en la cubierta de los gránulos, se ha demostrado que las phasinas tienen funciones regulatorias, y se han desarrollado numerosas aplicaciones biotecnológicas utilizándolas en fusiones proteicas. En nuestro laboratorio hemos estudiado la phasina PhaP de Azotobacter sp. FA8, un productor natural de poli(3-hidroxibutirato) (PHB), el PHA más conocido. En estudios previos en cepas de E. coli recombinante productoras de PHB, hemos observado que la sobreexpresión de phaP permite un mayor crecimiento y una mayor acumulación de polímero, lo que sugiere que PhaP ejerce un efecto promotor del crecimiento. Se observó también que la expresión de phaP tiene un efecto protector inesperado en cepas de E. coli no productoras de PHB, tanto en condiciones normales como en condiciones de estrés, permitiendo un mayor crecimiento y mayor resistencia a estrés oxidativo y estrés térmico. En vista de estos resultados, se caracterizó a esta phasina estructural y funcionalmente, demostrando que actúa como chaperona in vitro, ayudando al plegado de la proteína modelo citrato sintasa, y también in vivo, siendo capaz de reducir el número y tamaño de cuerpos de inclusión formados por una proteína recombinante en E. coli. El objetivo de este trabajo de tesis fue profundizar el análisis de los efectos beneficiosos de la phasina PhaP de Azotobacter sp. FA8 y evaluar su uso para el mejoramiento de cepas de interés biotecnológico. Para ello, se analizó su efecto sobre la tolerancia a diferentes factores de estrés, con especial hincapié en condiciones de estrés que podrían encontrarse en procesos de síntesis de diferentes productos. Se observó que la expresión heteróloga de phaP en E. coli aumenta la tolerancia a biocombustibles como etanol y butanol, y a sustancias químicas como el 1,3- propanodiol. También se observó que la expresión de phaP produce un incremento en la tolerancia de las células al estrés osmótico iónico producido por NaCl, y al no iónico producido por sacarosa. Estos resultados demuestran que la phasina es capaz de proteger a las células del estrés provocado por solventes y condiciones de estrés osmótico, apoyando aún más el rol protector general ejercido por PhaP en E. coli. En función de estos resultados, se evaluó la capacidad de esta phasina de mejorar la obtención de bioproductos en E. coli, particularmente solventes y precursores químicos de interés industrial como etanol, 1,3-propanodiol y estireno. Para ello, se construyeron cepas recombinantes productoras de los distintos compuestos. En todos los casos, en las cepas que sobreexpresan phaP se observó un aumento del crecimiento y del título del producto final, en comparación con la cepa control. Estos resultados demuestran que la expresión de phaP puede mejorar la síntesis de bioproductos de interés industrial en E. coli, y abren el camino para el uso de esta proteína en el desarrollo de nuevas aplicaciones biotecnológicas. |
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