PRESENTADO POR :

• Aroni Lucana, Gino

• Domínguez Mendoza Luz.

• Palomino Torres, Ronald

• Pérez Prada, Greicy.

• Sandoval Junes, Juan.

SEMINARIO DE BIOTECNOLOGÍA

“Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación”

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA

FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS.

DOMINIO GÉNERO

ARCHAEA Halobacterium sp

Haloferax sp

Haloarcula sp

Halococcus sp

Methanohalobium sp

Methanohalophilus sp

BACTERIA Halomonas sp

Delega sp

Volcaniella sp

Flavobacterium sp

Paracoccus sp

Pseudomonas sp

Halovibrio sp

Chromobacterium sp

Salinibacter sp

Tetragenococcus sp

Marinococcus sp

Acetohalobium sp

Salibacillus sp

Halobacillus sp

EUCARIA Debaryomyces hansenii

Dunaliella sp

Hortaea werneckii

Wallemia ichthyophaga

HALÓFILOS CONCENTRACIONES DE

NaCl Halófilos extremos De 3.4 a 5.1 M (20-30%) a

más. Halófilos moderados Entre 0.85 y 3.4 M (5-20 %). Halófilos débiles Entre 0.2 y 0.85 M (2-5%). Halotolerantes Toleran salinidad.

H. halobium y H. salinarum

•Modificaciones en la composición de lípidos polares.

•Pseudomonas halosaccarolytica, H. halmophila, H. canadiensis, H. salina y Chromohalobacter salexigens.

1. ADAPTACIÓN DE LA COMPOSICIÓN LIPÍDICA DE LAS MEMBRANAS

• I) salt-in” strategy

• II) compatible-solute” strategy

2. MECANISMOS DE RESISTENCIA AL ESTRÉS OSMÓTICO

K+ Cl-

Solutos compatibles orgánicos encontrados en

microorganismos halófilos y halotolerantes

Salinibacter sp

aa ácidos

PRODUCCIÓN DE ENZIMAS INDUSTRIALES Y OTRAS MOLÉCULAS DE INTERES BIOTECNOLÓGICO

.

BACTERIAS HALÓFILAS MODERADAS

ENZIMA APLICACIÓN

Halomonas meridiana

Halobacterium spp.

Haloarcula marismortui

Amilasas, proteasas, lipasas,

pululanasas, nucleasas , DNAsas y

esterasas.

- Biocatálisis en medio orgánico.

- Producción de jarabe de maíz de alta

fructosa (hidrólisis de almidón de maíz).

- Agentes saborizantes.

- industria textil

- Tratamiento de enfermedades.

- Obtención de productos en la industrias

farmacéutica y química (películas

comestibles y prod. higiene bucal)

- Producción de maltosa.

- Modelamiento, estabilización.

Desnaturalización y renaturalización de

proteínas.

- industrias de detergentes y de los

alimentos (LECHE).

- Fabricación de pesticida

Salinovibrio sp - Celulasas haloestables

- Peptidil prolil cis-trans isomerasa

(PPIasa)

- Fabricación de detergentes para una

mejor conservación de las fibras

textiles. Los efectos visibles son: Brillo

en los colores, Aumento de la

suavidad, Mejora la eliminación de

partículas de suciedad

- Regeneración de proteínas

desnaturalizadas.

- Producción de proteínas

recombinantes.

- Estabilización de proteínas.

- Producción sustancias

inmunosupresoras y fisiológicamente

activas.

Enzimas industriales

Haloquadratum

.

Haloquadratum

AMILASAS

PROTEASAS

LIPASAS

PULULUNASAS

NUCLEASAS

DNAasas

ESTERASAS

CELULASAS HALOESTABLES

PPIasa

Salinovibrio sp Halomonas meridiana

Halobacterium spp.

Haloarcula marismortui

ENZIMAS

INDUSTRIALES

.

Haloquadratum

Halomonas meridiana

Enzimas industriales

.

Haloquadratum

León J., Liza L., Soto I., Cuadra L., Patiño L. y Zerpa R. 2007-Perú

Actinomycetes bioactivos de sedimento marino de la costa central del

Perú.

Enzimas industriales

PRODUCCIÓN DE ENZIMAS INDUSTRIALES Y OTRAS MOLÉCULAS DE

INTERES BIOTECNOLÓGICO

.

BACTERIAS HALÓFILAS SOLUTOS COMPATIBLES APLICACIÓN

Halomonas elongata

Salinovibrio sp

Marinococcus

halophilus

Pseudomonas stutzeri

ECTOÍNAS - Estabiliza incluso células enteras

contra tensiones tales como la

radiación UV o citotoxinas.

- Estabilizador de la reacción en

cadena de la polimerasa-PCR

- Protege contra la inflamación

inducida por nanopartículas en el

epitelio pulmonar, y daños en el

intestino delgado de la isquemia y

re perfusión.

- Se comercializa en productos de

cuidado de la salud y cuidado de la

piel.

TREHALOSA - Crioprotector para el congelamiento

de biomoléculas, pero también para la

conservación de los microorganismos,

ya que la estructura de las membranas

es preservada en presencia de este

disacárido

AMINOÁCIDOS

ACTIVOS

- Usados como intermediarios en

la semisíntesis de antibióticos,

hormonas peptídicas y pesticidas

Solutos compatibles

PRODUCCIÓN DE ENZIMAS INDUSTRIALES Y OTRAS MOLÉCULAS DE

INTERES BIOTECNOLÓGICO

ECTOÍNAS

• Halomonas elongata

• El activo puro Ectoina está recomendado para proteger la piel de las alteraciones provocadas por los rayos UV del sol.

• Es ideal para preparar la piel a una exposición solar y para reducir la deshidratación de la piel.

• Después de la exposición, repara la piel rehidratándola y evitando su envejecimiento prematuro.

PRODUCCIÓN DE ENZIMAS INDUSTRIALES Y OTRAS MOLÉCULAS DE

INTERES BIOTECNOLÓGICO

TREHALOSA

AMINOÁCIDOS

• Crioprotector para el congelamiento de biomoléculas, pero también para la conservación de los microorganismos, ya que la estructura de las membranas es preservada en presencia de este disacárido

Salinovibrio sp

Marinococcus halophilus

Pseudomonas stutzeri

• Usados como intermediarios en la

semisíntesis de antibióticos, hormonas

peptídicas y pesticidas

PRODUCCIÓN DE ENZIMAS INDUSTRIALES Y OTRAS MOLÉCULAS DE

INTERES BIOTECNOLÓGICO

.

BACTERIORODOPSINA

• Sensores de luz • Óptica no lineal • Procesamiento de

datos óptico • Película fotocrómica • Detección de fugas

de gas • Biochips de señales

eléctricas

BACTERIAS HALÓFILAS APLICACIÓN

Haloarcula

marismortui

Con aplicaciones muy diversas como material para elaboración

de memorias ópticas, almacenamiento y procesado de

información, holografía, moduladores espaciales de luz, etc.

BIOTECNOLOGÍA ALIMENTARIA

Acidos grasos poliinsaturados de cadenas larga (PUFA)-

Bacterias marinas

•Usados como complementos en dietas para contrarrestar deficiencias en ácidos grasos esenciales.

Pigmentos carotenoides (bacterias halófilas extremas)

•β-carotenos son usados en la industria de alimentos como colorantes naturales.

•Precursores de la vitamina A, (preparaciones multivitamínicas)

•Agentes saborizantes.

•Aditivos en cosméticos y como componentes de fármacos.

Agentes saborizantes : nucleasas y amilasas.

PRODUCCIÓN DE ALIMENTOS FERMENTADOS-SALSA DE SOYA.

Elaboración de la salsa de soya intervienen

determinadas especies del género

Tetragenococcus halophila

3 M de NaCl

PRODUCCIÓN DE ANTIBIÓTICOS

HALOCINA Microorganismo

s productor

Peso molecular Precursor Referencia

H4 Haloferax

mediterraneí R4

(ATCC 33500)

34,9 kD No Meseguer & Rodríguez-Valera 1985

Hal R1 Halobacterium

spp GN 101

2,5 kD Si Rdest & Sturn, 1987

Hal R2 Halobacterium

spp Tu A4

6,2kD No hay datos Rdest & Sturn, 1987

H6 Haloferax

gibbonsii (ATCC

33959)

2,7kD Probablemente Torreblanta et al., 1989

H1 Haloferax

mediterranei

M2a

31kD No Platas et al., 1996

S8 Cepa S8a 3,58kD Si Price & Shand, 2000

C8 Halobacterium

spp AS7092

6,3kD Si Li et al., 2003

Las HALOCINAS son sustancias BLIS, producidas por

casi todas ARCHEAS HALÓFILAS que se han

estudiado, a excepción del género Halococcus.

Todkar S. et al. en el 2012

Organismos Zone of Inhibition in (mm)

Isolate 1

Escherichia coli 8,4

Pseudomonas

aeroginosa

5,4

Bacillus subtilis 5,2

Klebsiella

pneumonia

4,2

TABLA 3. Muestra la actividad antibacterial in vitro

de los extractos puros de proteínas (halocina) de

halófilos marinos.

PRODUCCIÓN DE ANTIBIÓTICOS

TABLA 4. Muestran la actividad antifúngica in

vitro de los extractos puros de proteínas

(halocina) de halófilos marinos.

Organisms Zone of Inhibition in

(mm) Isolate 1

Candida albicans 8,4

Aspergillus niger 6,2

Penicillium sp 6,4

PRODUCCIÓN DE ANTIBIÓTICOS

Actinomycetes bioactivos de sedimento

marino de la costa central del Perú

León J., Liza L., Soto I., Cuadra L., Patiño L. y Zerpa R. 2007

PRODUCCIÓN DE BIOPOLÍMEROS

1

• Producción de exopolisacáridos El EPS de Halomonas

stenophila posee

propiedades

antitumorales debido al

alto contenido en

grupos sulfato presente

en el exopolisacárido.

Halomonas

eurihalina

Halomonas maura

Acumulación de EPS

alrededor de Halomonas

almeriensis M8T

Aplicaciones en la industria

alimentaria, farmacéutica y

cosmética, como agentes

viscosizantes, gelificantes y

emulgentes.

PRODUCCIÓN DE BIOPOLÍMEROS

2 • Producción de biosurfactantes

Remediación de suelo y agua

contaminados con aceite.

Los biosurfactantes son sustancias o los propios microorganismos con actividad tensoactiva que aumentan la velocidad del proceso de biodegradación de hidrocarburos.

APLICACIÓN : Ind. petrolera, de limpieza y

agroindustria

PRODUCCIÓN DE BIOPOLÍMEROS

Rendimiento de exopolisacáridos

emulgentes producidos por

bacterias halófilas nativas en tres

concentraciones de melaza de

Saccharum officinarum L. “caña

de azúcar”- LAMBAYEQUE.

Bacterias halófilas

moderadas productoras de

hidrolasas de interés

biotecnológico - procedentes

de ambientes salinos de

Pilluana, Huacho, Maras,

Chilca, Paracas y Ventanilla Fuentes A., Carreño C., Llanos C. 2013.

Mónica L. Flores, Amparo I. Zavaleta, Yanina

Zambrano, Liliam Cervantes, Víctor Izaguirre.2010.

PRODUCCIÓN DE BIOPOLÍMEROS

3

• Produccion de liposomas

4

• Producción de lectinas

• Halófilos del phylum Archae

• Alta estabilidad química y

resistencia contra las esterasas

• Alta tasa de sobrevivencia

comparada con los liposomas

que están basadas en

derivados de ácidos grasos.

Son usadas como marcadores de la

superficie celular para la detección de

células malignas

PRODUCCIÓN DE BIOPOLÍMEROS

5 • Producción de bioplásticos

• Los POLIHIDROXIALCANOATOS (PHAs)

son poliésteres de origen microbiano.

• Este polímero es acumulado

intracelularmente por muchas de las

especies del género Halomonas.

6 • Aplicación en procesos de extracción del crudo en la industria

petrolera.

• Incrementando la

viscosidad del agua que se

inyecta alrededor de las

bolsas, disminuyendo así

su tensión superficial.

• Bacterias halófilas

moderadas.

PRODUCCIÓN DE TRANGÉNICOS Reda E.A. Moghaieb et al ,2011

Lycopersicum

sculentum variedad

"Momotaro"

Bacteria halófila

Genes:

• L-2,4-ácido diaminobutírico

aminotransferasa (gen: ect B).

• ácido acetil L-2,4-

diaminobutírico transferasa

(gen: ect A)

• sintasa L-ectoína (gen: ectC)

BIORREMEDIACIÓN

Biorremediación de ambientes contaminados con

hidrocarburos

BACTERIAS HALÓFILAS

DEGRADADORAS DE

PETROLEO CRUDO:

Cepas archaeas

extremadamente

halófilas

de Haloferax, Halobact

erium, y Halococcus

Halomonas

shengliensis, Halomonas

sp. cepa

C2SS10, Marinobacter

aquaeolei, Streptomyc

es albiaxialis,

Rhodococcus

erythropolis, y Dietzia

maris

ENZIMAS:

Monooxigenasas y

dioxigenasas

BIORREMEDIACIÓN

Biorremediación de ambientes contaminados por

colorantes industriales y metales pesados

EL EFLUENTE es altamente toxico y salino

con concentraciones de sal del 15-20 %.

Eliminación de azo colorantes

phenolicos y aniones tóxicos .

El Salinococcus iranensis y las Halomonas son especies

que coadyuvan a decolorar los colorantes azo y usar el

fenol como fuente primaria de energía.

Debido a la producción eficiente de

exopolisacáridos las bacterias halófilas

tienen la capacidad de captar metales

pesados. Aunque los mecanismos de

esta actividad aún siguen en estudios.

INDUSTRIA TEXTIL

BIORREMEDIACIÓN

Biorremediación de suelos salinos-sódicos

Sánchez L. y col. 2006, proponen

una alternativa en la cual algunas

bacterias halófilas son capaces de

capturar sodio in vitro y pueden ser

posiblemente utilizadas para la

bioremediación de suelos sódicos y

salinos, formando un consorcio entre

bacterias autóctonas y bacterias a

las cuales se les ha comprobado su

capacidad de capturar sodio.

Vibrio metschnikovii

Flavimonas oryzihabitans

GRACIAS

“No es la especie más fuerte la

que sobrevive, ni la más

inteligente, sino la que responde

mejor al cambio”

Charles Darwin.