IMPORTANCIA DEL HIERRO PARA EL ENRUTAMIENTO DEL...
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IMPORTANCIA DEL HIERRO PARA EL ENRUTAMIENTO DEL METABOLISMO DE Clostridium acetobutylicum ATCC 824 EN LA PRODUCCIÓN DE BUTANOL Victoria Rosalía Durán Padilla 1 , Juan Jáuregui Rincón 1 , Norma Angélica Chávez Vela 1 , Gustavo Dávila Vázquez 2 , José Raunel Tinoco Valencia 3 y José Leobardo Serrano Carreón 3 1 Universidad Autónoma de Aguascalientes, 2 Centro de Investigación y Asistencia en Tenología y Diseño del Estado de Jalisco A.C. (CIATEJ), 3 Instituto de Biotecnología (IBT-UNAM). [email protected] El butanol es considerado un combustible líquido con potencial para remplazar a la gasolina. Es producido mediante la fermentación ABE (acetona-butanol-etanol), la cual, está seriamente limitada por los altos costos de sustrato, baja tolerancia a solventes y crecimiento lento. Otro de los problemas observados durante la fermentación es la desviación de las rutas metabólicas de los microorganismos solventogénicos hacia la generación de productos no deseados, como ácidos orgánicos. Este trabajo propone el uso del suero de quesería como sustrato fermentable, evaluando el efecto de la adición de hierro sobre el metabolismo fermentativo y la producción de solventes empleando C. acetobutylicum ATCC 824 en fermentaciones anaeróbicas por lote en suero de leche desproteinizado, adicionado con extracto de levadura (5 g/L) y CaCO 3 (18 g/L); evaluando la capacidad fermentativa de la cepa bacteriana sin adición de hierro, adicionando FeSO 4 o FeCl 3 (20 mg Fe/L). La producción de solventes se analizó por cromatografía de gases. Tras 7 días de fermentación se observó que la adición de una fuente de hierro es estrictamente necesaria para que el suero de leche sea un sustrato viable, debido a que este metal es requerido para producir ferredoxina, una proteína clave en el metabolismo fermentativo de Clostridium acetobutylicum que funge como un aceptor de electrones temporal. La falta de hierro impide la síntesis de ferredoxina y restringe la actividad de la piruvato-ferredoxina oxidoreductasa llevando a la producción de ácido láctico, en vez de los productos deseados: acetona, etanol y butanol. Además, la adición de FeSO 4 mejoró la producción de butanol en un 65% (hasta alcanzar una concentración de 7.13 g/L), en comparación con lo obtenido con FeCl 3 (4.32 g/L) en las mismas condiciones de fermentación, indicando que FeSO 4 es una fuente de hierro idónea para mejorar la producción de butanol bajo condiciones ensayadas.
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IMPORTANCIA DEL HIERRO PARA EL ENRUTAMIENTO DELMETABOLISMO DE Clostridium acetobutylicum ATCC 824
EN LA PRODUCCIÓN DE BUTANOLVictoria Rosalía Durán Padilla1, Juan Jáuregui Rincón1, Norma Angélica Chávez Vela1, Gustavo Dávila Vázquez2, José
Raunel Tinoco Valencia3 y José Leobardo Serrano Carreón3
1 Universidad Autónoma de Aguascalientes, 2 Centro de Investigación y Asistencia en Tenología y Diseño del Estadode Jalisco A.C. (CIATEJ), 3 Instituto de Biotecnología (IBT-UNAM). [email protected]
El butanol es considerado un combustible líquido con potencial para remplazar a la gasolina. Esproducido mediante la fermentación ABE (acetona-butanol-etanol), la cual, está seriamente limitadapor los altos costos de sustrato, baja tolerancia a solventes y crecimiento lento. Otro de losproblemas observados durante la fermentación es la desviación de las rutas metabólicas de losmicroorganismos solventogénicos hacia la generación de productos no deseados, como ácidosorgánicos. Este trabajo propone el uso del suero de quesería como sustrato fermentable, evaluandoel efecto de la adición de hierro sobre el metabolismo fermentativo y la producción de solventesempleando C. acetobutylicum ATCC 824 en fermentaciones anaeróbicas por lote en suero de lechedesproteinizado, adicionado con extracto de levadura (5 g/L) y CaCO3 (18 g/L); evaluando lacapacidad fermentativa de la cepa bacteriana sin adición de hierro, adicionando FeSO4 o FeCl3 (20mg Fe/L). La producción de solventes se analizó por cromatografía de gases. Tras 7 días defermentación se observó que la adición de una fuente de hierro es estrictamente necesaria para queel suero de leche sea un sustrato viable, debido a que este metal es requerido para producirferredoxina, una proteína clave en el metabolismo fermentativo de Clostridium acetobutylicum quefunge como un aceptor de electrones temporal. La falta de hierro impide la síntesis de ferredoxina yrestringe la actividad de la piruvato-ferredoxina oxidoreductasa llevando a la producción de ácidoláctico, en vez de los productos deseados: acetona, etanol y butanol. Además, la adición de FeSO4mejoró la producción de butanol en un 65% (hasta alcanzar una concentración de 7.13 g/L), encomparación con lo obtenido con FeCl3 (4.32 g/L) en las mismas condiciones de fermentación,indicando que FeSO4 es una fuente de hierro idónea para mejorar la producción de butanol bajocondiciones ensayadas.
