Bioprospección de microorganismos bacterianos productores de polihidroxialcanoatos (PHAS) mediante biología computacional

Abstract

En esta investigación se analizó el proceso de producción de PHAs mediante herramientas informáticas en un ambiente computacional. Para ello, inicialmente se seleccionó la cepa bacteriana de mayor producción y aplicación biotecnológica usando referencias científicas. Posteriormente se analizaron los genes involucrados en la biosíntesis de PHAs. Finalmente, se describió un escenario teórico para la producción de estos compuestos a una escala de laboratorio. En esta investigación se determinó que C. necator H16 y DSM 545 son las cepas que presentan más información y aplicación productiva de polihidroxialcanoatos, sus rendimientos superan el 80% g PHAs/g biomasa. Además, se obtuvo que los principales genes involucrados en la biosíntesis de PHAs son phaA (acetil-CoA acetiltransferasa), phaB (acetoacetil-CoA reductasa) y phaC (ácido Poli(R)-hidroxialcanoico sintasa), estos genes tienen la capacidad de sintetizar enzimas que transforman a las moléculas de Acetil-CoA en P3HB. Sin embargo, existen otros genes también involucrados en las rutas metabólicas de los POLIHIDROXIALCANOATOS que se relacionan con la degradación o isomerización de ciertas moléculas. Finalmente, usando la información científica se desarrolló un escenario teórico para la producción de PHB usando C. necator H16 bajo los siguientes parámetros: pH 7, temperatura de incubación a 30 °C por 72 horas y 200 rpm para la agitación, en 100 ml de volumen de medio y 5% v/v de concentración de inóculo. Estos parámetros fueron seleccionados bajo criterios frecuenciales usando los datos publicados en los artículos científicos. Se seleccionó a la melaza como fuente de carbono por su interés biotecnológico y disponibilidad en la zona norte del Ecuador. En conclusión, la aplicación de técnicas computacionales y bioinformáticas permitieron el proponer in silico la producción de bioplásticos identificando una cepa de mayor eficiencia y rendimiento en la producción biotecnológica de polihidroxialcanoatos.