Strain design based on an integrated approach of metabolic network and bioprocess modeling
Un gran número de productos químicos se obtienen a partir de energía fósil, una fuente no renovable y no amigable con el medio ambiente, por lo que genera una gran preocupación por su impacto en el medio ambiente. Las tecnologías basadas en el sol, el agua, el viento y la biomasa como fuentes de ene...
- Autores:
-
Tafur Rangel, Albert Enrique
- Tipo de recurso:
- Doctoral thesis
- Fecha de publicación:
- 2020
- Institución:
- Universidad de los Andes
- Repositorio:
- Séneca: repositorio Uniandes
- Idioma:
- eng
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/48398
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/1992/48398
- Palabra clave:
- Alcohol combustible - Investigaciones
Glicerina - Investigaciones
Energía biomásica - Investigaciones
Escherichia coli - Investigaciones
Ingeniería
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González Barrios, Andrés Fernando Gómez Ramírez, Jorge Mario |
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Ortiz Herrera, Pablo Carlson, Ross Carrillo Le Roux, Galo |
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Un gran número de productos químicos se obtienen a partir de energía fósil, una fuente no renovable y no amigable con el medio ambiente, por lo que genera una gran preocupación por su impacto en el medio ambiente. Las tecnologías basadas en el sol, el agua, el viento y la biomasa como fuentes de energía se han promovido continuamente en el pasado reciente. La biomasa destinada a la satisfacción de la demanda de energía se ha utilizado para generar biocombustibles, entre ellos el biodiésel. El glicerol como un subproducto importante e inevitable del biodiesel, se ha convertido en una abundante y económicamente inviable carga debido al tremendo crecimiento de la industria del biodiesel. Esta situación requiere entonces del desarrollo de tecnologías integradas de productos con valor añadido que permitan utilizar el glicerol como materia prima. El uso de células microbianas como fábricas ecológicas para la bioconversión de subproductos industriales en compuestos químicos interesantes como diversos metabolitos primarios y secundarios, es una alternativa que ha ido en aumento. El objetivo principal del desarrollo de una fábrica de células microbianas es el establecimiento de bioprocesos baratos y de alto rendimiento. Para lograr esto, se requieren modificaciones en el metabolismo del organismo huésped para mejorar la productividad de los productos objetivo porque las células microbianas han optimizado su metabolismo para el crecimiento en su hábitat natural. En los últimos años, la bioconversión de glicerol en productos de valor añadido se ha optimizado mediante el desarrollo de fábricas celulares eficientes mediante ingeniería metabólica. Aunque algunos de los resultados son muy prometedores, se pueden identificar tres cuellos de botella relevantes para que el proceso sea económicamente viable. En primer lugar, el medio de crecimiento, que suele ser un medio rico y complejo, y fuentes de carbono costosas son necesarias para alcanzar rendimientos/productividades elevados |
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Las tecnologías basadas en el sol, el agua, el viento y la biomasa como fuentes de energía se han promovido continuamente en el pasado reciente. La biomasa destinada a la satisfacción de la demanda de energía se ha utilizado para generar biocombustibles, entre ellos el biodiésel. El glicerol como un subproducto importante e inevitable del biodiesel, se ha convertido en una abundante y económicamente inviable carga debido al tremendo crecimiento de la industria del biodiesel. Esta situación requiere entonces del desarrollo de tecnologías integradas de productos con valor añadido que permitan utilizar el glicerol como materia prima. El uso de células microbianas como fábricas ecológicas para la bioconversión de subproductos industriales en compuestos químicos interesantes como diversos metabolitos primarios y secundarios, es una alternativa que ha ido en aumento. El objetivo principal del desarrollo de una fábrica de células microbianas es el establecimiento de bioprocesos baratos y de alto rendimiento. Para lograr esto, se requieren modificaciones en el metabolismo del organismo huésped para mejorar la productividad de los productos objetivo porque las células microbianas han optimizado su metabolismo para el crecimiento en su hábitat natural. En los últimos años, la bioconversión de glicerol en productos de valor añadido se ha optimizado mediante el desarrollo de fábricas celulares eficientes mediante ingeniería metabólica. Aunque algunos de los resultados son muy prometedores, se pueden identificar tres cuellos de botella relevantes para que el proceso sea económicamente viable. En primer lugar, el medio de crecimiento, que suele ser un medio rico y complejo, y fuentes de carbono costosas son necesarias para alcanzar rendimientos/productividades elevadosA large number of chemical products are obtained from fossil energy, a non- renewable and non- ecofriendly source, generating environmental concern. Technologies based on sun, water, wind and biomass as energy sources have been continuously promoted in the recent past. Biomass for energy demands has been used to generate bio-fuels, including bio-diesel. Glycerol as an important and unavoidable by-product of bio-diesel, has become an abundant and economically unavailable burden due to the tremendous growth of the biodiesel industry. This situation requires the development of integrated biodiesel-value add products technologies that allow to use glycerol as raw material. The use of microbial cell as eco-friendly factories for the bio-conversion of industrial by-products on interesting chemical compounds such as various primary and secondary metabolites is an alternative that has been increasing. Although a variety of microorganisms has been evaluated to obtain a sustainable bio-conversion of industrial by-products to valuable chemicals aiming to the establishment of cheap and high- yield bioprocess, some studies have shown the opposite. To achieve this, the design of efficient cell factories required of modifications to the metabolism of the host organism to improve the productivity of target products because microbial cells have optimized their metabolism for growth in their natural habitat. In last years, glycerol bioconversion into add-value products has been optimized through the development of efficient cell factories by metabolic engineering. Although some of the cell performance are very promising, three relevant bottlenecks could be identified to have economically viable process. First, the growth medium, usually a rich-complex medium and expensive carbon sources are necessary to reach high yield/productivities which increase substrate requirements, price, and separation and purification process. Second, genetic manipulation affects negatively the growth rateDoctor en IngenieríaDoctorado95 hojasapplication/pdfengUniandesDoctorado en IngenieríaFacultad de Ingenieríainstname:Universidad de los Andesreponame:Repositorio Institucional SénecaStrain design based on an integrated approach of metabolic network and bioprocess modelingTrabajo de grado - Doctoradoinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Texthttp://purl.org/redcol/resource_type/TDAlcohol combustible - InvestigacionesGlicerina - InvestigacionesEnergía biomásica - InvestigacionesEscherichia coli - InvestigacionesIngenieríaPublicationhttps://scholar.google.es/citations?user=FGBxCvcAAAAJvirtual::11359-10000-0002-2018-4121virtual::11359-1https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000870382virtual::11359-14f5a1a48-528f-4b59-83ce-a5d765ad0163virtual::11359-14f5a1a48-528f-4b59-83ce-a5d765ad0163virtual::11359-1TEXTu833503.pdf.txtu833503.pdf.txtExtracted texttext/plain255234https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/dcf85eb9-c4f4-4b82-b220-8ff7c18c2f73/download965d0479feba6fb46d6883e9a0c71ae4MD54ORIGINALu833503.pdfapplication/pdf9708630https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/0a12bf32-6935-4d94-bf4a-a5da300b0d68/downloadb9cde9699123dcf101a470938c6b96aeMD51THUMBNAILu833503.pdf.jpgu833503.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg37932https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/b1a0139f-d284-44af-bded-118fdd9b8d59/download82eee6fe2973e7ea11d67b636c2f17d5MD551992/48398oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/483982024-08-26 15:24:23.451https://repositorio.uniandes.edu.co/static/pdf/aceptacion_uso_es.pdfopen.accesshttps://repositorio.uniandes.edu.coRepositorio institucional Sénecaadminrepositorio@uniandes.edu.co |