Mejoramiento genético de Mejoramiento genético de levaduras para la levaduras para la
producción de etanol de producción de etanol de segunda generaciónsegunda generación
Lina María López de Ávila, PhD (c)Grupo de Biotransformación
Universidad de AntioquiaMedellín, Julio 2014
Fuente: www.deinove.com
2
FÁBRICA FÁBRICA CELULARCELULAR
3
Saccharomyces cerevisiae: Fábrica celular
4
Saccharomyces cerevisiae: Fábrica celular
Producción de enzimas celulolíticas
Utilización de hexosas y pentosas
Mejores rendimiento y productividades
Tolerancia a compuestos inhibidores
5
Producción de enzimas celulolíticasProducción de enzimas celulolíticas
6
CepaEnzima expresa
da
Sistema de expresión
Fuente de carbono
Producción de etanol
S. cerevisiae
EGIIBGL1
Superficie celular Cebada 16,5 g/l
XYNII Superficie celular Maderas duras 7,1 g/l
EGIBGL1
SecreciónCelulosa
pretratada1,0 g/l
XYN IIBGL1
Superficie celularHidrolizado de pajilla de arroz
8,2 g/l
EGII: Endoglucanasa; BGL: B-glucosidasa; XYNII: Xilanasa Tomado de: Hasunuma T, et al. Biotechnology Advances
2012; 30, 1207-1218
Utilización de hexosas y pentosasUtilización de hexosas y pentosas
7
Fuente: Cai Y, Li Z, Yin Z. 2012,
8
Fuente: Agbogdo F., Coward-Kelly G. 2008
Utilización de hexosas y pentosasUtilización de hexosas y pentosas
Scheffersomyces stipitis (Pichia
stipitis)
Candida sheatae, Candida albicans
Pachysolen tannophilus
Fuente: Patrow S, et al. 2010. Yeast; 27: 955-964
9Fuente: Rin Kim S., et al. 2013
10
Utilización de hexosas y pentosasUtilización de hexosas y pentosas
Fuente: Cai Y, Li Z, Yin Z. 2012,
Mejorar rendimiento y productividadMejorar rendimiento y productividad
11
Cinética de producción de etanol. Cepa silvestre y transformadas
Cinética de consumo de glucosa. Cepa silvestre y transformadas
Tolerancia a compuestos inhibidoresTolerancia a compuestos inhibidores
12Hasunuma T, et al. Biotechnology Advances 2012; 30, 1207-1218
Estrategia Función Impactos
Lcc2 T. versicolor Producción de lacasa Aumento viabilidad celular
en presencia de aldehídos
Disrupción FPS1 Acuaglicoproteina Aumento viabilidad en
presencia de acido acético
Sobreexpresión de
ADH6
Reducción de aldehído Conversión de HMF
acelerada
Sobreexpresión FDH1 Formato
deshidrogenasa
Detoxificación de acido
fórmico
13
Tolerancia a compuestos inhibidoresTolerancia a compuestos inhibidores
Tomado de: Hasunuma T, et al. Biotechnology Advances 2012; 30, 1207-1218
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ESTRATEGIAS DE ESTRATEGIAS DE MEJORAMIENTOMEJORAMIENTO
Ampliación del rango de
sustratos: Lactosa, Almidón
y dextrinas, xilosa
Introducción de genes lactosa permeasa y
β galactosidasas
Co expresión de genes AMY1 y STA2 y pulA
Expresión de XYL1 y XIL2 , Sobre expresión
de XKS1
Tolerancia a sustancias
inhibidoras
Identificación y expresión de genes
involucrados en la tolerancia a furfural y
fenoles
Mejorar la productividad y
rendimiento
Sobre expresión de enzimas relacionadas
con el metabolismo central de la glucolisis.
Modificación de los requerimientos de
cofactores
Reducción de subproductos
de fermentación
Deleción de GDP1 y GDP2
Expresión de genes GLN1 y GLT1
Deleción de FPS1
Tolerancia al etanol Mutagénesis aleatoria
Mejorar el desempeño del
proceso
Integración de genes responsables de la
floculación
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MUCHASGRACIAS
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