Es parte de la Biotecnología. Se emplea para reestructurar o

crear nuevas redes metabólicas, alterar la distribución de flujos de carbono, mejorar rendimientos de formación de productos, complementar vías, obtener productos nuevos en la célula huésped, dirigir o reducir el flujo hacia una ramificación deseada y mejorar productividades.

Fabrica de bacterias.

Alteraciones en la disponibilidad de NADH puede tener un gran efecto en la red metabólica

Enterobacteria. Gram negativo. Anaerobio facultativa. Existen muchas cepas. Muy usado en estudios

cientificos: geneticos, biotecnologicos, etc.

Objetivo:

-Evaluar los efectos de la disponibilidad de NADH en la distribución de los flujos metabólicos en E.coli. Usando un medio definido en cultivos en quimiostato.

Se obtendrán diferentes niveles de NADH bajo 2 estrategias:

-Manipulación de cofactores, disponibilidad de fuentes de carbono con diferentes estados de oxidación: glucosa, gluconato y sorbitol.

-Regeneración de NADH por la via de FDH NAD+ dependiente.

Cultivos

Cultivo batchEs útil en procesos en los que el crecimiento celular y/o la formación de producto son sensibles a la concentración del sustrato limitante, es decir cuando el rendimiento celular o la poductividad de la biomasa o del metabolito buscado disminuyen se ven afectados.

Se emplea cuando se quiere evitar fenómenos de inhibición por sustrato y se requiere alcanzar una alta concentración de biomasa.

Curva sigmoidal cto.

QuimiostatoEn el reactor tanque agitado se asume básicamente que:

•El volumen de medio es constante

•El caudal de salida es igual al de entrada

•La concentración de salida es igual a la concentración en el interior del reactor.

δc : Factor de dilución (D)

Vc: Variando la concentración del nutriente limitante

en la cámara reservorio

(SR).

Control:

Acción del quimiostato.

• Permite controlar de modo independiente la densidad de la población celular y la velocidad de crecimiento del cultivo.

• El efecto de la concentración del nutriente sobre el crecimiento:

Nutriente -> material celular.Permite crecimientos balanceados restringidos

debido a que existe un nutriente o sustrato presente en una concentración suficientemente baja como para limitar la densidad de población.

Los flujos metabólicos de acetato y lactato disminuyeron con el aumento de disponibilidad de NADH.

El flujo metabólico del Etanol, aumento en las cepas FDH dependientes de NAD+ con respecto al control.

No hay cambios significativos.

Disminuyo con la expresión de FDH dependiente de NAD+.

A: Valor teorico de NADH según la figura1. Se asumio que cada C generado a traves de la via PFL generaba 2 moles extra de NADH por mol de C consumido.

Glucolisis

La sobreexpresión del FDH NAD+ dependiente, cambio de manera significativa la distribución de los flujos metabólicos en E. coli.

La disponibilidad de NADH aumenta con la disminución del estado de oxidación de la fuente de carbono y con la sobre-expresión de la NAD +-dependiente de FDH.

Los flujos metabólicos de acetato y el lactato disminuyeroncon la disponibilidad de NADH aumento, mientras que eletanol aumentó con la disponibilidad de NADH mayor.

La relación Et/Ac  y el NADH utilizados para la formación de metabolitos reducidos fueron muy similares, sugiriendo un intento de las células por alcanzar un estado redox similar tanto en medio definido como complejo.

Rendimientos  calculados para diferentes productos de la fermentación en C-mol producido por C-mol de glucosa, gluconato y sorbitol consumida.

Sugiere que las células son incapaces de manejar exceso de NADH.

La fuente de carbono y la concentración de NADH del medio intracelular determinan la proporción de metabolitos a formarse.El exceso de NADH producido por la sobreexpresión FDH NAD+-dependiente no aumentara necesariamente la producción de metabolitos.Se necesitan mas estudios en ingeniería metabólica para mejorar los mecanismos de producción los productos útiles de la fermentación.