Análise metabolômica de Corynebacterium glutamicum (ATCC 13032) em depleção de biotina

Abstract

Assim que descoberto o grande potencial industrial da bioprospecção de microrganismos, iniciou-se uma corrida em busca das melhores cepas e genes com o objetivo de inovar nessa área. Corynebacterium glutamicum revelou ser uma das melhores bactérias para esse fim, inicialmente pela sua alta produção e secreção do glutamato em cultivos com limitação de biotina. A seguir, com os desenvolvimentos das técnicas ômicas, foi possível observar o rico repertório de vias metabólicas que podem ser utilizadas e melhoradas, o que levou a otimização da produção desenvolvendo técnicas como a depleção de biotina. Este projeto teve como objetivo utilizar as técnicas de metabolômica com o intuito de caracterizar e melhor compreender os mecanismos de funcionamento que as técnicas já empregadas de maximização de produção de aminoácidos possuem, dessa forma tornando possível o desenvolvimento de estratégias e novas propostas que possibilitem uma melhora na produção dessas biomoléculas. Especificamente este trabalho teve como fundamental intuito estudar o mecanismo conhecido como depleção de biotina, que até então não foi bem elucidado pelas mais atuais publicações científicas. Foi possível observar com o cultivo que a bactéria crescida em meio de cultura com limitação de biotina apresentou uma OD600 máxima de 25 às 18 h, porém ela continuou consumindo a glicose presente no meio até o fim, e as 24 h foi possível encontrar 47 mmol/L de glutamato. Também obtivemos maiores concentrações de alanina, prolina, aspartato e glicerol, bem como menor concentração de valina. O aumento dessas moléculas pode ser explicado devido aos desvios de vias metabólicas que foram suprimidas pela escassez da biotina, uma coenzima importante no metabolismo de carboidratos. Dentre os diferentes métodos de cultivo, o que apresentou melhor resultado foi o realizado com 50 ml em Erlenmeyer com defletores e com OD600 inicial na depleção de biotina de 0,1. Essas condições de cultivo foram importantes para aumentar a aeração otimizando o crescimento celular e a produção de glutamato, demonstrando a eficiência da depleção de biotina.