|
Autor/a Jiménez Álamo, Carlos |
Abstract La vitamina B12, també anomenada cobalamina, és una vitamina soluble en aigua que presenta un important paper al metabolisme cel·lular, actuant com a cofactor per enzims importants presents al cos humà. La participació d’aquesta vitamina en processos tan importants com la síntesi de DNA, cids grassos o mielina fa que un hipotètic dèficit pugui portar a problemes importants de salut. Per aquesta raó, degut al envelliment de la societat i a l’increment de les dietes que exclouen productes animals, el seu valor al mercat, així com la seva necessitat de producció s’estan veient incrementats significativament. Típicament hi ha dues vies de produir vitamines a gran escala, químicament o mitjançant fermentacions fent us de microorganismes que tinguin capacitat per produir-la. En aquest cas particular, la síntesi química es molt complicada i costosa degut a la seva complexitat, fent que el procés de producció a escala industrial no sigui viable. Com a conseqüència, la producció a gran escala es limita exclusivament a la fermentació de microorganismes productors. En aquest estudi s’ha utilitzat la soca Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii BNRC12391, degut al seu econeixement com a soca GRAS (Generally Recognized As Safe). Normalment, aquest procés de fermentació es porta a terme utilitzant Corn Steep Liquor (CSL) com a font de nitrogen, ja que és un medi altament ric que es produeix com subproducte durant el processat del blat de moro, lo que el converteix en un medi econòmic. A més, proporciona tots els components necessaris pel creixement de la soca. No obstant, també presenta importants desavantatges, ja que la seva composició no es coneix exactament, i presenta una variabilitat lot a lot, el que dificulta enormement el control del cultiu i en conseqüència l’escalat del procés. D’altra banda, amb un medi químicament definit (CDM) la composició és coneguda, permetent així el control exacte dels requeriments nutricionals, i facilitant l’optimització del procés i la millora de les productivitats. A més, un cop es coneixen els requeriments de la soca, es poden portar a terme estudis de flux metabòlic, el que permet ampliar el coneixement sobre la soca d’estudi. Amb aquest propòsit, es va proposar un CDM inicial, basat en treballs en els que s’havia desenvolupat amb èxit un medi definit per bacteris de l’àcid làctic, ja que és conegut que comparteixen nínxol ecològic amb P. freudenreichii. Començant amb la composició del medi proposat, es van portar a terme simplificacions successives basades en la metodologia leave-one-out (LOO) mitjançant fermentacions en tubs Falcon, incrementant així la quantitat de cultius que es poden portar a terme al mateix temps. Més tard els resultats del LOO van ser validats en matràs Erlenmeyer. Finalment, es va desenvolupar un CDM simplificat equivalent a l’inicial en termes de creixement, però amb valors molt per sota dels obtinguts amb medis basats en CSL. Tot i això, curiosament, amb el CDM proposat, P. freudenreichii no és capaç de produir àcid propiònic en les quantitats en que ho fa quan és cultivat en medi complex. Actualment, la major hipòtesi és la possible absència de un component o grup de components que són necessaris per seguir la via metabòlica de Wood-Werkman, via que utilitza P. freudenreichii per l’obtenció d’energia mitjançant la producció d’àcid propiònic. A més, aquesta via és el mecanisme natural d’inducció que té la soca per produir Vitamina B12, ja que és necessària com a cofactor a la reacción de transformación de succinil-CoA a metil malonil-CoA, previa a la formación de propiònic. Per tant, futurs estudis seran enfocats a trobar quins són aquests components que no estan presents al CDM proposat i que estan forçant a que el microorganisme segueixi una via alternativa per l’obtenció d’energia. Un cop es descobreixi quins són aquests components s’haurà de portar a terme un disseny d’experiències per optimitzar el creixement i la producció de cobalamina. Finalment, es va a portar a terme una simulació amb el software SuperPro designer, amb l’objectiu d’avaluar i comparar la viabilitat d’aquest procés a escala industrial per ambdós tipus de cultiu (basats en medi amb CSL, i basats en CDM). Els resultats obtinguts mostren que els cultius en CDM a escala industrial podrien ser més rentables tot i presentar velocitats de creixement molt menors. |
|
|
Director/a Carnicer Heras, Marc |
||
|
Estudis IQS SE - Màster en Bioenginyeria |
||
|
Data 2020-07-04
|
