|
Autor/a Orive Milla, Núria |
Abstract Els glicolípids són producte d’alt valor degut a les seves propietats amfipàtiques que els doten d’un ampli rang d’aplicacions en els sectors químic (ex., biosurfactants) o biomèdic (ex., adjuvant de vacunes). Depenent de la unitat lipídica que els forma aquests compostos poden ser classificats en diferents famílies. Si la unitat lpídica és una ceramida o diacilglicerol, el glicolípid resultant es coneixerà com a glicoesfingolípid o glicoglicerolípid (GGL) respectivament. Mentre que els glicoesfingolípids han demostrat jugar un paper clau en diversos processos biològics, els glicoglicerolípids són interessants degut al seu ús potencial per a ser usats com a adjuvants de vacunes o supressors tumorals. Tot i que l’interès per aquests compostos és alt, la seva aplicació es veu obstaculitzada per la seva baixa disponibilitat i alt cost de producció. La síntesi química requereix de complexes passos de protecció i desprotecció per tal d’aconseguir la desitjada regio- i estereoespecificitat de l’enllaç glicosídic que, conseqüentment, comporta una reducció del rendiment i eficiència del procés. Per això, vam considerar l’enginyeria metabòlica com a estratègia potencial per a la producció de glicolípids i ens vam centrar en l’obtenció d’una plataforma d’enginyeria metabòlica en E. coli per tal d’obtenir aquests complexes productes d’interès. En estudis previs, el nostre grup va reportar que la sintasa de glicolípids MG517 de Mycoplasma genitalium era funcional i que s’obtenien glicoglicerolípids a partir de UDP-glucosa (UDP-Glc) i diacilglicerol (DAG). Addicionalment, una primera generació de soques modificades va demostrar que la disponibilitat de DAG era limitant per a la producció de GGL (Mora-Buyé et al., 2012). En el present projecte, cinc estratègies diferents d’enginyeria metabòlica van ser proposades per tal d’augmentar la producció de GGL utilitzant E. coli. Les primeres quatre estratègies tenien com a objectiu incrementar el pool del precursor lipídic, DAG. Sent així, la primera estratègia es basà en augmentar la disponibilitat de DAG a través de l’eliminació de reaccions competitives. Per aconseguir-ho, es van knockejar diferents gens involucrats en la ß-oxidació i l’activació d’àcids grassos (∆tesA i ∆fadE) reportant un increment en la producció de casi el doble. La segona estratègia es va basar en incrementar la disponibilitat d’àcids grassos mitjançant la modulació de factors de transcripció (fabR i fadR). Aquesta estratègia no va reportar un increment de la producció però si un canvi en el perfil lipídic amb un increment d’àcids grassos insaturats. La tercera estratègia es basava en incrementar la conversió dels donadors d’acils a àcid fosfatídic, precursor del DAG, sobreexpressant les aciltransferases PlsC i PlsB. La quarta estratègia es centrà en augmentar la disponibilitat del diacilglicerol per la sobreexpressió de la proteïna de fusió PlsCxPgpB, capaç de redirigir el flux cap a DAG, o CDH promovent la hidròlisi de fosfolípids. D’entre les diferent soques modificades, ∆tesA co-expressant MG517 i la proteïna de fusió PlsCxPgpB va ser la soca més productora, amb un 350% d’increment en la producció de GGL comparant-la amb la soca parental expressant únicament MG517. Especialment interessant és que les soques coexpressant CDH van presentar un canvi en el perfil de GGL cap al lípid diglucosilat (representant al voltant d’un 80% del total de GGLs). Finalment, es va proposar una estratègia metabòlica per incrementar la disponibilitat de l’altre precursor, UDP-Glc. Aquesta cinquena estratègia es va basar en sobre expressar l’enzim GalU, responsable de la biosíntesi d’UDP-Glc, i eliminant l’enzim codificant per la UDP-sucre difosfatasa ushA. No obstant, cap d’aquestes modificacions va aconseguir millorar els nivells de GGLs. Per últim, tal i com va ser reportat pel nostre grup que la fosfatidiletanolamina era intercanviable en les membranes d’E. coli pels nous producte GGL, una llibreria de promotors i RBS va ser dissenyada per tal de disminuir la producció d’aquest fosfolípid, augmentant al mateix temps de la producció de glicolípids. |
|
|
Director/a Faijes Simona, Magda |
||
|
Departament IQS SE - Bioenginyeria |
||
|
Data de defensa 2020-09-28
|
