Optimización del nivel de CO2 y la calidad de la luz para mejorar las reacciones de biotransformación de células...

Área de la Ciencia:

• Biología sintética
• Biotecnología
• Ingeniería microbiana

Sus antecedentes:

• Las cianobacterias son prometedoras para la biotransformación de células enteras impulsadas por la luz utilizando enzimas recombinantes.
• La optimización de la expresión de enzimas heterólogas en las cianobacterias es un desafío debido a la complejidad metabólica y los factores regulatorios.
• Las condiciones experimentales variadas dificultan la comparación directa y la mejora sistemática de los sistemas de biotransformación cianobacteriana.

Objetivo del estudio:

• Investigar el impacto de las diferentes condiciones de crecimiento y producción en el rendimiento de las monooxigenasas de Baeyer-Villiger (BVMOs) y la ene-reductasa YqjM expresadas heterológicamente en Synechocystis sp. ¿Qué es eso?
• Identificar posibles cuellos de botella, incluida la disponibilidad de NADPH y O2 y la acumulación de proteínas, que afectan la actividad enzimática.
• Establecer estrategias de optimización a medida para la biotransformación impulsada por la luz de cianobacterias.

Principales métodos:

• Expresión heteróloga de dos BVMOs y YqjM en Synechocystis sp. ¿Qué es eso?
• Cultivo en condiciones variables: CO2 elevado, espectro de luz modificado (luz blanca enriquecida con longitudes de onda rojas y azules).
• Análisis de la actividad específica de la enzima, acumulación de proteínas y evaluación de la disponibilidad de NADPH y O2.

Principales resultados:

• Se logró un aumento de 4 veces en la actividad específica de BVMO en condiciones elevadas de CO2, correlacionado con una mayor acumulación de proteínas.
• Se observó una mejora de 2 veces en la actividad específica de BVMO bajo un espectro de luz modificado, con una mayor actividad bajo CO2 ambiental.
• La actividad y la acumulación de YqjM no se vieron afectadas por el aumento de CO2, mientras que el espectro de luz modificado no alteró significativamente su acumulación.

Conclusiones:

• La optimización de las condiciones ambientales como la concentración de CO2 y el espectro de luz es crucial para mejorar el rendimiento de las enzimas en la biotransformación cianobacteriana.
• La eficacia de las estrategias de optimización es específica de la enzima, lo que requiere enfoques adaptados para cada biocatalizador recombinante.
• Comprender las respuestas fisiológicas de las cianobacterias a los cambios ambientales es clave para avanzar en la biotransformación de células enteras impulsadas por la luz.