Producción de alto rendimiento de ácido 3-hidroxipropiónico utilizando Issatchenkia orientalis

Área de la Ciencia:

• Biotecnología
• Ingeniería Metabólica
• Microbiología Industrial

Sus antecedentes:

• La biofabricación ofrece una alternativa sostenible a la producción química tradicional.
• El ácido 3-hidroxipropiónico (3HP) es un producto químico de alto valor y precursor de bioplásticos, pero su producción microbiana rentable es un desafío.
• Issatchenkia orientalis es una levadura tolerante a los ácidos con potencial para bioprocesos a pH bajo.

Objetivo del estudio:

• Establecer Issatchenkia orientalis como un huésped robusto para la biosíntesis de ácido 3-hidroxipropiónico (3HP) a pH bajo.
• Identificar y optimizar las vías metabólicas para una producción eficiente de 3HP.
• Evaluar la viabilidad económica de la producción de 3HP utilizando esta levadura modificada.

Principales métodos:

• Modelado a escala genómica para identificar las vías biosintéticas óptimas (vía de la β-alanina).
• Análisis de redes de similitud de secuencias para descubrir enzimas altamente activas (PAND, BAPAT, YDFG).
• Estrategias de ingeniería metabólica que incluyen integración de genes, eliminación de genes y sobreexpresión de genes.
• Fermentación por lotes alimentados utilizando medios de bajo costo (licor de maíz) a pH controlado.

Principales resultados:

• Se identificó la vía de la β-alanina como óptima para la producción de 3HP.
• La cepa modificada de I. orientalis alcanzó un título de 29 g/L en matraces agitados y 92 g/L en fermentación por lotes alimentados.
• Se obtuvieron altos rendimientos (0,7 g/g) y productividad (0,55 g/L/h) a pH 4.
• El análisis tecno-económico sugiere potencial para la producción financieramente viable de ácido acrílico.

Conclusiones:

• Issatchenkia orientalis es una plataforma prometedora para la producción rentable de 3HP.
• La ingeniería metabólica optimizada y las condiciones de fermentación mejoran significativamente la producción de 3HP.
• Este trabajo apoya la comercialización industrial de precursores sostenibles de bioplásticos.