Estudio de vías metabólicas alternativas para la producción de ácido (R)-3hidroxibutírico en bacterias productoras de polihidroxibutirato

Existe amplia literatura sobre los aspectos bioquímicos, fisiológicos y genéticos de la acumulación intracelular de polihidroxibutirato (PHB) en bacterias. Los costos de producción de PHB asociados a los sustratos y extracción, siguen obstaculizando su uso generalizado. El monómero de PHB, el ácido (R)-3-hidroxibutírico (R3HBA), tiene extensa variedad de aplicaciones industriales en donde según bibliografía, se han identificado dos principales estrategias para la producción de R3HBA: (i) Mediante un sistema de polimerización y despolimerización de PHB (PDS); (ii) Sistema de atajos con tioesterasas (TSS), el cual implica modificaciones genéticas para evitar la acumulación de PHB y uso de tioesterasas.
La tesis doctoral de Luz Francy Yáñez Meneses tuvo como objetivo ampliar la comprensión de los factores genéticos y operacionales que conducen a la polimerización de PHB y a la producción de R3HBA en Azohydromonas lata DSM 1123, Cupriavidus necator H16 y Methylocystis parvus OBBP. Los resultados mostraron que la acumulación de PHB asociada al crecimiento en A. lata imita un metabolismo de desbordamiento. Por otro lado, se logró producir R3HBA a través de la despolimerización in vivo de PHB en M. parvus, logrando una conversión de PHB a R3HBA del 77.2% y 0.153 g/L de R3HBA. Finalmente, se pudo realizar un bypass metabólico de la ruta de PHB en C. necator, mediante la construcción de dos mutantes: C.necator ∆phaC y C.necator ∆phaC∆hbd, incapaces de polimerizar PHB y la última incapaz de consumir R3HBA. Dichos mutantes liberaron piruvato y R3HBA, sugiriendo que una tioesterasa nativa estaría implicada en la liberación de R3HBA.