Biocatálisis en cascada integrada del ácido canabigerolico mediante estabilización mediada por ciclodextrina y...

Área de la Ciencia:

• Biotecnología
• Biología sintética
• Biocatálisis

Sus antecedentes:

• El ácido cannabigerólico (CBGA) es un precursor vital para los cannabinoides terapéuticos.
• Los métodos de producción actuales se enfrentan a limitaciones debido a la inestabilidad enzimática y los altos costos de los cofactores.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un bioproceso eficiente y sostenible para la biosíntesis de CBGA.
• Para superar los desafíos en la estabilidad enzimática y la dependencia de cofactores para la producción a escala industrial.

Principales métodos:

• Diseño de bioprocesos integrados que incluyen estabilización mediada por ciclodextrina.
• Utilizó un biosensor basado en licopeno para identificar y abordar los pasos que limitan la velocidad en el suministro de pirofosfato de geranilo.
• Utilizó ingeniería combinatoria de la enzima NphB e incorporó un sistema de regeneración de trifosfato de adenosina (ATP).
• Se ha validado el proceso mediante la producción in vitro e in vivo (E. coli).

Principales resultados:

• Se logró un aumento de 7 veces en el rendimiento de CBGA in vitro (a 4 mM) a través de la estabilización con ciclodextrina.
• La variante NphB modificada mostró parámetros cinéticos significativamente mejorados (8,8 veces menos Km, 1,5 veces más kcat).
• Producción demostrada de 5 mM de CBGA in vitro con una demanda reducida de ATP utilizando un sistema de regeneración.
• Prueba de concepto establecida para la producción microbiana con 16 μM de CBGA en E. coli.

Conclusiones:

• El bioproceso integrado proporciona una plataforma escalable y rentable para la biosíntesis de precursores de cannabinoides.
• La combinación de estabilización, optimización de vías, ingeniería enzimática y gestión de cofactores es clave para la producción industrial sostenible de cannabinoides.