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Produção de butanol por bactéria GM

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 A produção de biocombustíveis é, atualmente, um dos campos da biotecnologia que mais se desenvolveu, principalmente pela sua capacidade de produção em grande escala de combustíveis como o etanol e o biodiesel. Apesar de esses serem os únicos produzidos industrialmente, outras classes de moléculas, com propriedades necessárias para essa finalidade, são passíveis de serem sintetizadas por microrganismos. Outras, embora não sejam normalmente produzidas por esses seres vivos poderão vir a sê-lo com o uso de ferramentas biotecnológicas.

O estudo desenvolvido por cientistas da Escola Henry Samueli de Engenharia e Ciência Aplicada da Universidade da Califórnia (EUA), mostrou a importância de alguns elementos do metabolismo celular de bactérias para a produção aneróbica do butanol. Esse feito foi realizado utilizando-se microrganismos geneticamente modificados.

Analisando essas informações, os pesquisadores conseguiram produzir o butanol a partir da Escherichia coli (E. coli), que naturalmente não produz essa molécula, e em uma quantidade maior do que pelos métodos tradicionais. As informações sobre esse estudo foram publicadas em um artigo da edição de maio da revista online Applied and Environmental Microbiology.

A molécula do butanol é sintetizada naturalmente por outras espécies de bactéria, como as do gênero Clostridium, por exemplo. Sabendo disso, os pesquisadores tentaram por várias vezes transferir as vias metabólicas de síntese dessa molécula para outros microrganismos, obtendo uma produção limitada, em comparação com outros compostos (metanol, etanol, entre outros).

Para produzir essa molécula a partir da E. coli, os cientistas construíram uma rota metabólica clostridial do butanol naquela bactéria, afim de possibilitar uma reação irreversível catalisada pela enzima trans-enoil-coenzima A (CoA) redutase (Ter). Foram criadas também, forças de direcionamento de fluxo a partir do NADH e do acetil-CoA.

O resultado foi uma produção de 30g/litro e um rendimento de 70-88% de butanol por síntese anaeróbica, sendo essa eficiência comparável ou mesmo superior à de microrganismos que naturalmente produzem essa molécula. Os cientistas notaram que na ausência da força motriz do NADH e do acetil-CoA a reação de catálise pela Ter, por si só, conseguiu apenas um décimo da produção. A bactéria geneticamente modificada possibilitou também a seleção das enzimas essenciais e com maior eficiência catalítica ou aquelas que foram expressas a partir do crescimento anaeróbico.

A partir desses resultados ficou clara a importância metabólica das forças motrizes para uma produção eficiente de moléculas a partir de microrganismos que, naturalmente não o fazem. O aprimoramento dessa tecnologia pode favorecer a produção de biocombustíveis provenientes de bactérias.

18/05/2011
Arlei Maturano - Equipe Biotec AHG
 

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