Aplicação da engenharia metabólica em leveduras industriais para

54º Congresso Brasileiro de Genética
Resumos do 54º Congresso Brasileiro de Genética • 16 a 19 de setembro de 2008
Bahia Othon Palace Hotel • Salvador • BA • Brasil
www.sbg.org.br - ISBN 978-85-89109-06-2
Aplicação da engenharia metabólica em
leveduras industriais para produção de
álcool combustível
Gueiros, RS; Pereira, EVS; Morais, MA; Simões, DA
Departamento de Genética e Departamento de Bioquímica. Universidade Federal de Pernambuco. Recife, PE, Brasil
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Palavras-chave: Saccharomyces cerevisiae, engenharia metabólica, etanol
Os conceitos da engenharia metabólica vêm sendo utilizados com o objetivo de aumentar rendimentos e incluir novas
rotas metabólicas que possibilitem a produção de metabólitos de interesse biotecnológico. Uma das alternativas para suprir
o aumento pela demanda por etanol combustível é a engenharia metabólica de linhagens industriais de Saccharomyces
cerevisiae visando o aumento do rendimento em etanol. Portanto, a deleção ou superexpressão de algumas desidrogenases
pode contribuir para se alcançar este objetivo. Nesse contexto, o gene GDH1 foi parcial ou completamente removido
com o uso de fragmentos de PCR que continham seqüências com mais de 300 bp de homologia com as regiões
5’ e 3’ do gene alvo do genoma da linhagem industrial JP1, que segundo Silva-Filho et al (2005) é dominante no processo
fermentativo de diferentes destilarias. O gene GDH1 codifica a principal enzima da via de assimilação de amônia e sua
remoção deve causar a substituição dos cofatores NADPH por NADH na assimilação de amônia. A segunda estratégia,
com base nos experimentos de Bro e cols. (2006), consistiu na inserção genômica por integração homóloga do gene
bacteriano gapN, codificador da enzima gliceraldeido-3-fosfato desidrogenase. Esta enzima bacteriana utiliza NADPH
como cofator, ao invés de NADH, e não promove a síntese de ATP durante a produção 2-fosfoglicerato. O gene gapN foi
clonado sob a regulação do promotor do gene TPI1 em um plasmídeo integrativo que apresenta seqüências das regiões
5’ e 3’ do gene HO de S. cerevisiae para gerar o vetor integrativo pHO-GAPN. O cassete de integração foi purificado
após digestão coma enzima NotI e utilizado para inserção no lócus HO do genoma da levedura por transformação
celular segundo o método descrito por Gietz e Woods (2002). As linhagens recombinantes ∆gdh1 e TPI1-gapN foram
foram avaliadas em ensaios fermentativos para a produção de glicerol e etanol. Com relação aos rendimentos em
glicerol, conclui-se que a deleção do gene GDH1 não apresenta os efeitos previamente descritos quando testada em
meios com razão carbono/nitrogênio (C/N) elevada (condição industrial), enquanto a superexpressão do gene gapN
manteve seu efeito naquela condição. Desta forma, consideramos promissora a aplicação em ambientes industriais de
linhagens construídas baseadas nas duas últimas estratégias citadas. Quanto aos rendimentos em etanol, conclui-se que
não houve diferença significativa ao nível de 4% entre as condições testadas, em comparação com a linhagem parental.
Sendo assim, os resultados mostraram que as modificações genéticas em alguns pontos do metabolismo central podem
contribuir para o aumento na produção e rendimento de etanol durante a fermentação industrial.
Apoio financeiro: CNPq e FADE-UFPE.
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