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Titolo
Resumen de tesis. Optimización de la producción de riboflavina en Ashbya gossypii basada en el análisis funcional de las rutas de recuperación de nucleobases de purina
Otros títulos
Optimización de la producción de riboflavina en Ashbya gossypii basada en el análisis funcional de las rutas de recuperación de nucleobases de purina
Autor(es)
Soggetto
Tesis y disertaciones académicas
Universidad de Salamanca (España)
Genética molecular
Biotecnología de alimentos
Food biotechnology
Molecular genetics
Clasificación UNESCO
32 Ciencias Médicas
Fecha de publicación
2013-05-09
Resumen
[ES] La biosíntesis de riboflavina o vitamina B2 es un proceso biológico de interés industrial. En la naturaleza, sólo microorganismos y plantas son capaces de sintetizarla, siendo para el hombre y el resto de vertebrados un factor de crecimiento que han de tomar en su dieta. Además de su valor nutritivo, la riboflavina aporta beneficios a las funciones fisiológicas del organismo humano, actuando así como un compuesto nutraceútico. La función que la riboflavina ejerce en el mantenimiento de la salud ha determinado que la demanda mundial se haya incrementado en la última década, siendo la mejora de procesos de producción a gran escala uno de los objetivos del sector industrial. Los procesos actuales de producción se basan en el uso de microorganismos que en mayor o menor medida poseen la capacidad de sintetizar riboflavina. De entre todos los microorganismos empleados destaca el hongo filamentoso Ashbya gossypii, en el que la aplicación de técnicas de ingeniería genética han permitido desarrollar cepas con cualidades apropiadas para la producción industrial. En el cultivo del hongo, y en términos de producción de vitamina, se pueden diferenciar dos fases: una fase trófica, cuando la producción de riboflavina es mínima y la tasa de crecimiento es máxima, y una fase productiva, cuando la tasa de crecimiento disminuye y la producción de riboflavina aumenta. En ambas fases la riboflavina se sintetiza a partir del mismo sustrato, el GTP, el cual puede formarse en la célula a partir de la ruta de síntesis de novo de purinas o a partir de las rutas de recuperación. Las rutas de recuperación de la nucleobases de purina son un conjunto de reacciones enzimáticas que permiten a la célula la formación de los nucleótidos purínicos AMP y GMP a partir de las diferentes nucleobases, adenina, hipoxantina, xantina y guanina. La complejidad de la red de rutas varía de unos organismos a otros y su importancia en la célula se pone de manifiesto, principalmente, en organismos del grupo de los apicomplejos que sólo pueden utilizar esas rutas para la síntesis de nucleótidos por carecer de la denominada ruta de novo, o en enfermedades humanas como el síndrome de Lesch-Nyhan por disfuncionalidad de una enzima necesaria para metabolizar las nucleobases hipoxantina y guanina.
Dado el desconocimiento sobre las rutas de recuperación de nucleobases en A. gossypii y su posible utilidad como dianas de manipulación mediante técnicas de ingeniería metabólica para desarrollar cepas del hongo con mayores capacidades de producción de riboflavina, se procedió a su caracterización. El trabajo realizado ha evidenciado la simplicidad de la red de rutas en el hongo. Sólo dos genes son responsables de la recuperación de todas las nucleobases de purina. El análisis de estos genes en las diferentes fases del cultivo del hongo ha permitido diseñar modificaciones génicas que cuando se expresan tanto en la cepa silvestre como en cepas con mejoras, construidas con anterioridad, conducen a un incremento en la producción de riboflavina, demostrando la relevancia de las rutas de recuperación en la formación del nucleótido GTP y en su flujo hacia la formación de riboflavina. [EN] The biosynthesis of riboflavin or vitamin B2 is a biological process of industrial interest. In nature, only microorganisms and plants are able to synthesize , being for humans and other vertebrates a growth factor to be taken in your diet. Besides its nutritional value , riboflavin brings benefits to the physiological functions of the human body , thus acting as a nutraceutical compound. The function that riboflavin exerts in maintaining health has determined that global demand has increased in the last decade , improved production processes on a large scale is one of the objectives of the industrial sector. The current production processes are based on the use of microorganisms that have greater or lesser extent the capacity to synthesize riboflavin . Of all the microorganisms employed highlights the filamentous fungus Ashbya gossypii , in which the application of genetic engineering techniques have allowed to develop strains suitable for industrial production qualities. In the culture of the fungus , and in terms of production of vitamin , we can distinguish two phases: a trophic phase, when riboflavin production is low and the growth rate is high , and a production phase, when the growth rate decreases and increased production of riboflavin . In both phases the riboflavin is synthesized from the same substrate , the GTP , which may be formed in the cell from the path of de novo purine synthesis or from recovery paths . Recovery routes the purine nucleobases are a set of enzymatic reactions that allow the cell to the formation of purine nucleotides AMP and GMP from different nucleobases , adenine , hypoxanthine , guanine and xanthine . The complexity of the route network varies from one agency to another and its importance in the cell is reflected mainly in the group of organisms that can only apicomplexan use these routes for the synthesis of nucleotides lack the named route de novo , or in human diseases such as Lesch -Nyhan syndrome by dysfunction of an enzyme needed to metabolize hypoxanthine and guanine nucleobases .
Given the lack of knowledge about routes recovery nucleobases in A. gossypii and its potential utility as targets of manipulation by metabolic engineering techniques to develop fungal strains with higher production capabilities riboflavin, proceeded to their characterization. The work has demonstrated the simplicity of the route network in the fungus . Only two genes are responsible for the recovery of all purine nucleobases . Analysis of these genes in the different stages of cultivation of the fungus has allowed the design genetic modifications so that when expressed in the wild strain and strains with improvements , previously built , leading to an increase in riboflavin production , demonstrating the relevance of recovery routes GTP nucleotide formation and its flow to the formation of riboflavin.
Descrizione
Extracto de tesis.
URI
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