Publication: Synthetic and systems biology approaches towards the optimization of polyhydroxyalkanoates metabolism in Pseudomonas putida KT2440
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Publication Date
2021-02-02
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Universidad Complutense de Madrid
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Abstract
Pseudomonas putida KT2440 is a model environmental bacterium attracting considerable interest as a cell-factory through synthetic and systems biology approaches. Its metabolism has been extensively characterized and a high-quality metabolic model is available (iJN1441), allowing for the systems evaluation of its metabolic capabilities. Among its biotechnological applications, KT2440 is widely used for the production of polyhydroxyalkanoates (PHA), also known as bacterial polyesters or bioplastics. This family of polyesters presents interesting properties for replacing fossil fuel-based plastics. PHA metabolism in P. putida is mediated through the PHA polymerase (PhaC) and the PHA depolymerase (PhaZ) that synthesizes and degrades PHA, respectively, in a continuous cycle. The PHA are accumulated in the cytoplasm as carbon and energy stores, and contrary to oil-based plastic, they are produced from renewable resources. PHA metabolism goes beyond solely having a role in carbón storage since recent findings have highlighted its function as a balancing route that increases P. putida fitness during environmental perturbations...
Pseudomonas putida KT2440 es una bacteria modelo en biotecnología que suscita mucho interés como catalizador celular, y que es susceptible de ser optimizado mediante herramientas de biología sintética y de sistemas. Su metabolismo se ha caracterizado ampliamente y se cuenta con un modelo metabólico muy preciso (iJN1411), que permite la evaluación de sus capacidades metabólicas mediante una aproximación de biología de sistemas. Entre las aplicaciones biotecnológicas, KT2440 se ha usado ampliamente para la producción de PHA. Esta familia de poliésteres presenta propiedades interesantes para reemplazar a los plásticos de origen petroquímico. El metabolismo de PHA en P. putida está mediado por la PHA sintasa (PhaC) y la PHA despolimerasa (PhaZ), que sintetiza y degrada el PHA, respectivamente, en un ciclo continuo. Los PHA se producen a partir de fuentes renovables y se acumulan en el citoplasma bacteriano como fuente de reserva de carbono y energía. Sin embargo el metabolismo de PHA va más allá de ser una mera reserva de carbono, ya que estudios recientes han determinado su función como un ciclo “amortiguador”, capaz de mejorar la adaptación del microorganismo ante diferentes perturbaciones ambientales...
Pseudomonas putida KT2440 es una bacteria modelo en biotecnología que suscita mucho interés como catalizador celular, y que es susceptible de ser optimizado mediante herramientas de biología sintética y de sistemas. Su metabolismo se ha caracterizado ampliamente y se cuenta con un modelo metabólico muy preciso (iJN1411), que permite la evaluación de sus capacidades metabólicas mediante una aproximación de biología de sistemas. Entre las aplicaciones biotecnológicas, KT2440 se ha usado ampliamente para la producción de PHA. Esta familia de poliésteres presenta propiedades interesantes para reemplazar a los plásticos de origen petroquímico. El metabolismo de PHA en P. putida está mediado por la PHA sintasa (PhaC) y la PHA despolimerasa (PhaZ), que sintetiza y degrada el PHA, respectivamente, en un ciclo continuo. Los PHA se producen a partir de fuentes renovables y se acumulan en el citoplasma bacteriano como fuente de reserva de carbono y energía. Sin embargo el metabolismo de PHA va más allá de ser una mera reserva de carbono, ya que estudios recientes han determinado su función como un ciclo “amortiguador”, capaz de mejorar la adaptación del microorganismo ante diferentes perturbaciones ambientales...
Description
Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid. Facultad de Farmacia, leída el 05-05-2020