La producción masiva actual de
ácido propiónico está basada en la industria petroquímica. Debido al coste, al
impacto medioambiental y a la creciente preferencia de la sociedad por el uso
de materiales biológicos se ha comenzado a investigar otras formas de
producirlo como a través de fermentaciones anaerobias con Propionilbacterias.
 |
| Molécula de ácido propiónico |
Este estudio intenta mejorar la
eficiencia de producción de ácido propionico, para ello se van a estudiar los
beneficios de un cultivo inmovilizado utilizando bagazo de caña de azúcar, el
cual es un material ecológico y barato.
Empezaremos hablando de que es
un biorreactor, clave en este proceso.
Un biorreactor es un sistema
que mantiene un ambiente biológicamente activo en el que se lleva a cabo un
proceso químico que involucra organismos o
sustancias bioquímicamente activas derivadas de dichos
organismos.
 |
| Bagazo de caña de azucar |
Ahora pasaremos a introducir la discusión del experimento y
los resultados que se exponen en el artículo.
Las células inmovilizadas han resultado ser
más productivas, se observa una mayor producción de propionato por unidad de
tiempo y una menor cantidad de ácidos orgánicos que se desvían de la ruta
(acética y succínica). (Primera gráfica: libres; segunda: inmovilizadas). En la
gráfica vemos como el ácido propiónico aumenta más (círculos negros) y la
biomasa disminuye (círculos blancos), así como los ácidos orgánicos (cuadrados
negros y blancos).
 |
| Gráfica comparativa entre fermentación libre (izqda) e inmovilizada (dcha) |
Se estudia el método de
introducir la glucosa y su influencia en la producción de ácido propiónico: de
manera intermitente o de manera constante. Ésta última ha resultado ser más
beneficiosa y productiva, ya que la intermitente produce alteraciones
metabólicas. En la primera gráfica el ácido propiónico no aumenta tanto como en
la segunda (puntos negros gordos) y la glucosa (puntos negros pequeños) se
introduce de distintas formas: primera, de manera intermitente; y segunda, de
manera continua.
 |
| Gráfica comparativa entre fermentación discontinua (izqda) y continua (dcha) |
Con las condiciones del PFB (Reactor con una cama de plantas) podemos
observar un cambio morfológico en las bacterias: crecen de tamaño aumentando el
área de superficie específica beneficiando el intercambio de sustancias.
Se midieron las distribuciones de
flujo de carbono y se comparó la producción de ácido propiónico de los dos tipos de fermentación. Vieron que el flujo que daba lugar a moléculas que más tarde dserían precursores de este ácido era mayor cuando había una fermentación PFB que
cuando las células estaban libres. También se comprobó que la biomasa producida
en PFB era también mayor. De esto se concluyó que la fermentación con células
inmovilizadas en PFB era mucho más factible.
Se analizaron también
los nodos de la ruta de síntesis de propiónico, que son el G6P (Glucosa-6-fostato), PEP (FosfoenolPiruvato) y PYR (Piruvato). De
ahí se puede observar que:
 |
| Ruta metabólica de la bacteria |
G6P: Deriva a la ruta de las pentosasfosfato, a rutas de biosíntesis y la glucólisis, que es la que nos interesa.
PEP: Se transforma en oxalacetato, que
da lugar a succínico, y en pirvato.
PYR: El piruvato se transforma en ácidoláctico, ácido ácetico (que no nos interesan)
y en ácido propiónico.
Se vio que en la fermentación
PFB, en el nodo (lugar de bifurcación de flujos) de PEP el flujo se veía desviado hacia la formación de
piruvato, reduciéndose la formación de succínico. Mientras, en el nodo de PYR
esta misma fermentación aumenta el porcentaje de precursores del propiónico. La
fermentación continua sugiere que el PFB produce una distribución de los flujos
hacia los 3 nodos de síntesis de ácido propiónico.
La
cantidad de alimento debe ser moderado para que su exceso no de lugar a cambios
ambientales que consecuentemente perturben el balance metabólico. Aún así, el
fed-batch constante es más efectivo con PFB inmovilizado que con el
intermitente.
A
continuación vamos a mostrar la actividad enzimática de ciertas proteinas
frente a distintos medios y a distintas condiciones:
 |
| Gráfica comparativa de la actividad de las enzimas G6PDH y PPC |
La G6PDH y la PPC aumentan su actividad con la fermentación PFB en
comparación con las células libres , lo que se traduce en un aumento de la ruta
de las pentosas fosfato y la transformación de PEP a OACE.
 |
| Gráfica comparativa de la actividad de las enzimas PTA y ACK |
La PTA y ACK disminuyen su actividad con PFB con respecto a las células
libres. Son enzimas que desvían el flujo hacia productos que nos son PA. Nos
interesa esta disminución de actividad porque se desvía la mínima cantidad de
carbono hacia productos que no sean PA.
 |
| Gráfica comparativa de la actividad de las enzimas OTC y CoAT. Aumento de la actividad en PFB. |
La OTC y la CoAT aumentan su actividad en PFB en comparación con las
células libres, que se traduce en cada caso en un aumento de producción de:
-OTC:
aumento formación de PPCoA precursor de PA
-CoAT:
realiza la transformación de PPCoA en PA
Se concluyó que:
Mediante PFB se ha obtenido la
concentración máxima con diferencia de ácido propiónico por métodos biológicos
hasta la fecha, frente a otros métodos
como la fermentación con células libres o el lecho de algodón, en FBB[i] y en MFB[ii].
También se ha observado un cambio morfológico notable tras la domesticación en
PFB. Además el estudio de los flujos metabólicos muestran una redistribución
del flujo metabólico hacia la producción de a. propionico sin modificación
genética.
En definitiva el reactor PFB ha
demostrado ser un método sencillo y barato de aumentar la eficiencia de la
producción de a. propiónico.
Referencias:
Artículo Original: “Propionic acid production in aplant fibrous-bed bioreactor with immobilized Propionibacterium freudenreichiiCCTCC M207015”
Autores: Fei Chena,
Xiaohai Fenga, Hong Xua, Dan Zhanga, Pingkai Ouyang.
Integrantes del Grupo 7:
Alicia García
Natalia González
Melisa Pinilla
Joaquín Rives
María Romo
El tono divulgativo es correcto en la primera parte del texto, pero cuando os ponéis a describir el artículo lo perdéis y el contenido se hace bastante confuso.
ResponderEliminarTenéis errores de formato (párrafos pegados, tipo de letra distinto en una parte del texto, …) No habéis puesto los pies de figura, con lo que al explicar las figuras en el texto se consigue un efecto de mayor confusión. Cuando se usan abreviaturas, la primera vez que aparecen en el texto hay que poner lo que significa a menos que dicha abreviatura sea archiconocida (¿Qué es PFB? Vosotros lo sabéis, el lector no). Sólo lo habéis hecho con FBB y MFB, y lo habéis puesto en inglés, sin traducirlo, algo necesario si se supone que este debía de ser un texto divulgativo.
Cuando se describe el trabajo de otras personas, si no es conveniente usar la 1º persona en una presentación oral, mucho menos lo es si lo haces por escrito.
Solamente hay un enlace (en la palabra “biorreactor”) que funciona y en el texto hay un montón de términos y técnicas que a cualquiera que esté interesado en el tema le gustaría poder profundizar.
No habéis puesto la revista en la referencia bibliográfica
El resumen en inglés no era necesario publicarlo en la entrada de blog. Se dijo que se mandaba de manera independiente al profesor.
Por cierto, os falta poner el nombre de los componentes del grupo como autores de esta entrada
ResponderEliminar