Expresión de enzimas recombinantes en levaduras para la degradación de residuos de crisantemo
El principal impedimento tecnológico para aumentar el uso de biomasa lignocelulósica en la producción de combustibles y químicos, es la falta de tecnologías de bajo costo y ambientalmente amigables que permitan superar las cualidades recalcitrantes de este material. Por esta razón, en este trabajo s...
- Autores:
- Tipo de recurso:
- masterThesis
- Fecha de publicación:
- 2015
- Institución:
- Pontificia Universidad Javeriana
- Repositorio:
- Repositorio Universidad Javeriana
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- Palabra clave:
- Enzimas recombinants
Saccharomyces
Wickerhamomyces anomalus
Celulasas
Crisantemo
Recombinant enzimes
Saccharomyces cerevisiae
Wickerhamonyces anomalus
Cellulases
Chrysantemum
Maestría en ciencias biológicas - Tesis y disertaciones académicas
Enzimas
Célulasa
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Expresión de enzimas recombinantes en levaduras para la degradación de residuos de crisantemo Díaz Rincón, Dennis Johanna Enzimas recombinants Saccharomyces Wickerhamomyces anomalus Celulasas Crisantemo Recombinant enzimes Saccharomyces cerevisiae Wickerhamonyces anomalus Cellulases Chrysantemum Maestría en ciencias biológicas - Tesis y disertaciones académicas Enzimas Célulasa Crisantemo |
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El principal impedimento tecnológico para aumentar el uso de biomasa lignocelulósica en la producción de combustibles y químicos, es la falta de tecnologías de bajo costo y ambientalmente amigables que permitan superar las cualidades recalcitrantes de este material. Por esta razón, en este trabajo se evaluó la degradación de residuos de crisantemo empleando los extractos enzimáticos obtenidos a partir de microorganismos expresando las enzimas lacasa (Lac), endoglucanasa (EG), celobiohidrolasa (CBH) y p-glucosidasa (BG). Se construyeron vectores de expresión que contenían individualmente los genes BG de Pleurotus ostreatus y para las enzimas EG y CBH de Trichoderma reesei. Se obtuvieron clones de Saccharomyces cerevisiae CMDM-PUJ y Wickerhamomyces anomalus 54A, los cuales se evaluaron a escala de 55 ml_ y posteriormente a escala de bioreactor. Con estos extractos se realizó la degradación de residuos de crisantemo, empleando los resultados de peso seco y concentración de azucares reductores como variables respuesta. La glucosa obtenida a partir de estos ensayos se utilizó para la producción de etanol. Se lograron expresar las enzimas CBH y BG en W. anomalus y S. cerevisiae, respectivamente. Los extractos enzimáticos obtenidos a partir de estos clones se utilizaron para enriquecer el extracto enzimàtico de Penicillium sp. El uso del extracto enzimàtico enriquecido en combinación con el extracto de Lac recombinante permitió la degradación parcial del residuo de crisantemo, logrando una reducción de peso seco cercana al 10% y una concentración de azucares reductores de hasta 2 g/L. Sin embargo, la concentración de glucosa generada tras el proceso de degradación no fue la suficiente como para generar una cantidad importante de etanol en la fermentación utilizando las cepas nativas y recombinante de S. cerevisiae y W. anomalus. |
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Se construyeron vectores de expresión que contenían individualmente los genes BG de Pleurotus ostreatus y para las enzimas EG y CBH de Trichoderma reesei. Se obtuvieron clones de Saccharomyces cerevisiae CMDM-PUJ y Wickerhamomyces anomalus 54A, los cuales se evaluaron a escala de 55 ml_ y posteriormente a escala de bioreactor. Con estos extractos se realizó la degradación de residuos de crisantemo, empleando los resultados de peso seco y concentración de azucares reductores como variables respuesta. La glucosa obtenida a partir de estos ensayos se utilizó para la producción de etanol. Se lograron expresar las enzimas CBH y BG en W. anomalus y S. cerevisiae, respectivamente. Los extractos enzimáticos obtenidos a partir de estos clones se utilizaron para enriquecer el extracto enzimàtico de Penicillium sp. El uso del extracto enzimàtico enriquecido en combinación con el extracto de Lac recombinante permitió la degradación parcial del residuo de crisantemo, logrando una reducción de peso seco cercana al 10% y una concentración de azucares reductores de hasta 2 g/L. Sin embargo, la concentración de glucosa generada tras el proceso de degradación no fue la suficiente como para generar una cantidad importante de etanol en la fermentación utilizando las cepas nativas y recombinante de S. cerevisiae y W. anomalus.The main technological impediment to increasing the use of lignocellulosic biomass for production of fuels and chemicals is the lack of both, low-cost and environmentally friendly technologies to overcome the recalcitrant material quality. In this paper, chrysanthemum residues degradation was evaluated using enzymatic extracts obtained from microorganisms expressing the enzymes laccase (Lac), endoglucanase (EG), cellobiohydrolase (CBH) and ß-glucosidase (BG). Individual expression vectors containing the genes BG from Pleurotus ostreatus and the EG and CBH enzymes from Trichoderma reesei were constructed. Saccharomyces cerevisiae CMDM-PUJ and Wickerhamomyces anomalus 54A clones were obtained and evaluated on 55 mL and bioreactor scales. We performed degradation of chrysanthemum residues utilizing the obtained extracts, and using dry-weight and concentration of reducing sugars as response variables. The glucose obtained from these tests was used for ethanol production. We managed to express BG and CBH enzymes in W. anomalus and S. cerevisiae respectively. The enzymatic extracts obtained from these clones were used to enrich the enzymatic extract obtained from Penicillium sp. The combination of the enriched enzymatic extract with recombinant Lac extract allowed the partial degradation chrysanthemum residues, achieving a reduction of dry weight of approximately 10% and the liberation of reducing sugars up to 2 g/L. However, the concentration of glucose generated after the process of degradation was not enough to generate a significant amount of ethanol in the fermentation using the native and recombinant strains of S. cerevisiae and W. anomalus.Magíster en Ciencias BiológicasMaestríaPontificia Universidad JaverianaMaestría en Ciencias BiológicasFacultad de CienciasAlméciga Díaz, Carlos JavierQuevedo Hidalgo, Balkys Esmeralda2017-05-24T20:28:10Z2020-04-16T19:40:30Z2017-05-24T20:28:10Z2020-04-16T19:40:30Z2015http://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aaTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestríahttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdccinfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionPDFapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10554/20628https://doi.org/10.11144/Javeriana.10554.20628instname:Pontificia Universidad Javerianareponame:Repositorio Institucional - Pontificia Universidad Javerianarepourl:https://repository.javeriana.edu.cospaAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacionalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessDe acuerdo con la naturaleza del uso concedido, la presente licencia parcial se otorga a título gratuito por el máximo tiempo legal colombiano, con el propósito de que en dicho lapso mi (nuestra) obra sea explotada en las condiciones aquí estipuladas y para los fines indicados, respetando siempre la titularidad de los derechos patrimoniales y morales correspondientes, de acuerdo con los usos honrados, de manera proporcional y justificada a la finalidad perseguida, sin ánimo de lucro ni de comercialización. De manera complementaria, garantizo (garantizamos) en mi (nuestra) calidad de estudiante (s) y por ende autor (es) exclusivo (s), que la Tesis o Trabajo de Grado en cuestión, es producto de mi (nuestra) plena autoría, de mi (nuestro) esfuerzo personal intelectual, como consecuencia de mi (nuestra) creación original particular y, por tanto, soy (somos) el (los) único (s) titular (es) de la misma. Además, aseguro (aseguramos) que no contiene citas, ni transcripciones de otras obras protegidas, por fuera de los límites autorizados por la ley, según los usos honrados, y en proporción a los fines previstos; ni tampoco contempla declaraciones difamatorias contra terceros; respetando el derecho a la imagen, intimidad, buen nombre y demás derechos constitucionales. Adicionalmente, manifiesto (manifestamos) que no se incluyeron expresiones contrarias al orden público ni a las buenas costumbres. En consecuencia, la responsabilidad directa en la elaboración, presentación, investigación y, en general, contenidos de la Tesis o Trabajo de Grado es de mí (nuestro) competencia exclusiva, eximiendo de toda responsabilidad a la Pontifica Universidad Javeriana por tales aspectos. Sin perjuicio de los usos y atribuciones otorgadas en virtud de este documento, continuaré (continuaremos) conservando los correspondientes derechos patrimoniales sin modificación o restricción alguna, puesto que, de acuerdo con la legislación colombiana aplicable, el presente es un acuerdo jurídico que en ningún caso conlleva la enajenación de los derechos patrimoniales derivados del régimen del Derecho de Autor. De conformidad con lo establecido en el artículo 30 de la Ley 23 de 1982 y el artículo 11 de la Decisión Andina 351 de 1993, “Los derechos morales sobre el trabajo son propiedad de los autores”, los cuales son irrenunciables, imprescriptibles, inembargables e inalienables. En consecuencia, la Pontificia Universidad Javeriana está en la obligación de RESPETARLOS Y HACERLOS RESPETAR, para lo cual tomará las medidas correspondientes para garantizar su observancia.http://purl.org/coar/access_right/c_abf2reponame:Repositorio Universidad Javerianainstname:Pontificia Universidad Javerianainstacron:Pontificia Universidad Javeriana2022-04-29T18:03:09Z |