Produção de ácido xilônico por Komagataella phaffii

Abstract

Com a crescente necessidade de se utilizar fontes renováveis em complementação às fontes fósseis, e com o aumento do preço da glicose, o ácido xilônico surge como uma alternativa para substituição do ácido glucônico. O ácido xilônico, o qual pode ser produzido a partir de fontes não alimentares e de baixo custo, possui aplicações, como agente complexante, precursor de compostos como a co-poliamida, hidrogéis, 1,2,4 – butanotriol e poliésteres. A produção do ácido xilônico em organismos como bactérias e arqueobactérias ocorre no primeiro passo do metabolismo oxidativo da xilose, através da ação da xilose desidrogenase ou da glicose oxidase. O ácido xilônico é produzido naturalmente em bactérias, leveduras e fungos, mas a produção em larga escala não foi desenvolvida, devido a demandas específicas de crescimento, principalmente para bactérias. Visando desenvolver um processo de produção de ácido xilônico, por expressão heteróloga, linhagens de Komagataella phaffii capazes de produzir ácido xilônico a partir de xilose foram construídas. Inicialmente, seis possíveis enzimas responsáveis pela conversão de xilose em ácido xilônico foram identificadas em banco de dados e nomeadas como AM, CO, MM, MN, TM e TR. Posteriormente, linhagens recombinantes de K. phaffii foram construídas pela expressão constitutiva dos possíveis genes de xilose desidrogenase sob controle do promotor pGAP (gliceraldeído-3-fosfato-desidrogenase). As quatro linhagens obtidas foram avaliadas em diferentes condições de fonte de carbono e utilizando os meios de cultura FM22 e YNB. Somente as linhagens AM, CO e MN produziram ácido xilônico nos meios FM22 e YNB. A produção de ácido xilônico foi melhor com a linhagem MN tanto em meio YNB (máximo de 8,60 g/L) quanto em meio FM22 (máximo de 7,60 g/L), ambos contendo xilose e glicerol como fontes de carbono. A adição de glicerol ao meio de cultura favoreceu a produção de ácido xilônico em 5%. No entanto o melhor rendimento na produção de ácido xilônico foi da linhagem MN em meio YNB, utilizando xilose e glicerol como fontes de carbono. Os resultados obtidos demonstraram tanto a capacidade como o potencial de K. phaffii para produção de ácido xilônico a partir de xilose. Esta característica ainda não havia sido reportada na literatura, o que demonstra o ineditismo do trabalho desenvolvido.