Este blog está asociado a las páginas web de las asignaturas de Microbiología del Grado de Biotecnología y del Grado de Ciencias Ambientales de la UMH.

Aquí se publican los resúmenes de los diferentes trabajos realizados por los alumnos de la asignatura Microbiología Industrial.


También podrás encontrar diversas páginas y blogs relacionados con el mundo de la Microbiología. El material que se presenta en ellos puede ser utilizado en clase.


sábado, 31 de mayo de 2014

Cultivo D-Stat para el estudio de los cambios metabólicos del metabolismo oxidativo en cuanto a la acumulación de lípidos y la producción de ácido cítrico


Origen de la imagen
Viendo el título de este trabajo probablemente nos hayamos quedado igual, no nos hemos enterado de mucho, ¿verdad? Pues vamos a hacer que esta exposición se entienda mejor que algunas instrucciones para montar muebles o cualquier electrodoméstico.

El título podríamos definirlo como un cultivo en el que se reducen los nutrientes para la bacteria, nitrógeno y carbono en este caso, para estudiar los cambios en relación a ciertos procesos bioquímicos que la bacteria realiza para ``quemar´´ o degradar dichos nutrientes con el fin de obtener energía y otros productos, mediante oxígeno presente, acumulando grasas y produciendo ácido cítrico (un producto formado tras el uso de dichos nutrientes).

Una vez entendido el título, vamos a explicar cómo se ha llevado a cabo el experimento.

Primero, los investigadores desarrollaron un proceso para la síntesis de una grasa (ácido graso), en este caso triacilglicerol (TAG de aquí en adelante). Como materia prima para la síntesis de dicho producto, utilizaremos un azúcar (glucosa). Este proceso es bastante importante en cuanto a la utilización de combustibles y en la industria química.

Origen de la imagen

Para sintetizar dicho ácido graso, han utilizado una levadura (como las que se usan para hacer pan, cerveza… pero no es la misma). Como sabemos, a los ácidos grasos también se les llama aceites. Aceite proviene del latín óleum, y esta raíz latina se sigue utilizando hoy en día (pintura al óleo, por ejemplo). Dicho esto, a las levaduras que sinteticen y acumulen  estos aceites las llamaremos oleaginosas. Una de las levaduras oleaginosas más representativas es Yarrowia lipolytica, que acumula dichos aceites en forma de TAG (antes descrito). Esta característica es debida al desequilibrio de los nutrientes que colocamos en el medio donde se encuentra la bacteria, es decir, la fuente de carbono está en exceso y la fuente de nitrógeno será la limitante, lo que quiere decir que será el nitrógeno el que permita o no que la reacción se lleve a cabo.

Origen de la imagen

Origen de la imagen
Tras estudiar este hecho, Ratledge y Wynn (dos científicos) propusieron un modelo para explicar la sucesión de ‘’pasos’’ metabólicos necesarios para la acumulación de estos aceites.

El experimento se realizó en cultivo contínuo y discontínuo, manteniendo las mismas condiciones y dejando al microorganismo en la misma fase de crecimiento (fase exponencial) o variando las condiciones a las que se encuentra sometido el cultivo, respectivamente. A su vez, se alternaba el suministro de un flujo constante de glucosa y sulfato amónico (glucosa como fuente de carbono y sulfato amónico como fuente de nitrógeno).

Al obtener los resultados de su experimento, observaron que con una relación de carbono/nitrógeno más o menos alta, esta levadura generaba lípidos sin necesidad de producir ácido cítrico, mientras que si se reducía dicha relación, Yarrowialipolytica ya no acumulaba tantos lípidos y aumentaba la producción de ácido cítrico.
 
Origen de la imagen
Los resultados obtenidos se podían corroborar estudiando las actividades específicas de las enzimas, relacionadas con la acumulación de lípidos y la síntesis de ácido cítrico, es decir, estudiando la cantidad de enzimas necesarias para llevar a cabo la acumulación de lípidos y síntesis de ácido cítrico. Con la relación de nitrógeno/carbono más alta, las enzimas encargadas de acumular lípidos (ATP citrato liasa, acetil-CoAcarboxilasa, enzima málica… ejemplos de algunas enzimas), esta actividad enzimática aumentaba.

Como conclusión de este experimento, afirmamos que las condiciones que limitan la acumulación de TAG, permitiendo la mínima producción de ácido cítrico, está basado en la relación entre las fuentes de carbono y nitrógeno que suministremos al medio, a grandes rasgos.

¿Por qué nos interesa este estudio aunque, a primera vista, podamos pensar que no tiene mucho futuro? La respuesta es sencilla. Aunque todavía no está muy bien estudiado dicho proceso, en un futuro, esperemos que cercano, podremos desarrollar bioprocesos industriales, tales como producir biocombustibles.



Autores del blog:

Alberto Serrano García
Mª Teresa Castaño Martínez
Noelia Sánchez Marzo
Félix Manjón Amallobieta
Salvador Giménez Bru


Referencias bibliográficas:


Abril Ochoa-Estopiera,b,c, Stéphane E. Guillouet

D-stat culture for studying the metabolic shifts from oxidativemetabolism to lipid accumulation and citric acid production in Yarrowia lipolytica

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168165613004938# 


1 comentario:

  1. Felicitaciones por el estilo divulgativo del comienzo del artículo y también su final. Sin embargo no entiendo porque no lo habéis utilizado para explicar lo que aparece en las figuras que habéis utilizado. Las gráficas no dicen nada al lector si no están explicadas.

    Muy correcta la utilización de enlaces que permiten ampliar la información.

    Errores de formato: Hay una "Yarrowialipolytica"

    En la referencia bibliográfica hubiera sido conveniente poner el nombre de la revista donde se ha publicado

    ResponderEliminar