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Diseño in silico de una red metabólica, a partir de cultivos microbianos mixtos, para un microorganismo chasís capaz de producir ácido propiónico a partir de glicerol crudo: aproximación desde la termodinámica y la ingeniería metabólica

Puerta Jimenez, Daniel (2019) Diseño in silico de una red metabólica, a partir de cultivos microbianos mixtos, para un microorganismo chasís capaz de producir ácido propiónico a partir de glicerol crudo: aproximación desde la termodinámica y la ingeniería metabólica. Maestría thesis, Universidad Nacional de Colombia – Sede Medellin.

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Resumen

En el presente trabajo se llevó a cabo el diseñó in silico de un microorganismo chasís (E. coli K-12 MG1655) capaz de valorizar glicerol crudo (residuo de la industria del biodiesel) en ácido propiónico, cuyo metabolismo contiene y refleja las interacciones entre las principales familias de un consorcio microbiano. Este diseño se desarrolló a partir de una perspectiva termodinámica y otra perspectiva de la ingeniería metabólica. Como punto de partida, se planteó un modelo cualitativo que representara las interacciones entre las principales familias de un consorcio microbiano capaz de transformar glicerol en propionato. Estas interacciones se representaron mediante flujos de metabolitos. Las familias que se consideraron fueron cuatro: acidogénicas, acetogénicas, metanogénicas acetoclásticas y metanogénicas hidrogenotróficas. Después, se partió de un modelo termodinámico de caja negra de Herbert-Pirt para cuantificar, para cada familia, los flujos de los metabolitos intercambiados entre ellas. Por último, se desarrolló un modelo metabólico para el chasís que integrara el anabolismo de E. coli K-12 MG1655 con una red catabólica reconstruida a partir de los principales catabolismos presentes en el consorcio microbiano. Para validar ambos modelos, se utilizó la información experimental de un cultivo microbiano mixto, reportada porc. Mediante esta validación se pudo corroborar que los modelos planteados (y sus respectivos supuestos) para el chasís permiten representar y aproximar las interacciones que suceden en el cultivo microbiano mixto, Abstract: In the present work, the design of an in silico chassis microorganism (E. coli K-12 MG1655) capable of valorizing raw glycerol (by-product of the biodiesel industry) into propionic acid, which metabolism contains and represents the interactions between the main families of a microbial consortia, was done. This design was developed from thermodynamic, and metabolic engineering perspectives. As a starting point, a qualitative model in which the interactions between the main families belonging to a microbial consortia capable of transforming glycerol into propionic acid was posed. These interactions were represented through metabolite flujos. The main families were four: acidogens, acetogens, acetoclastic methanogens and hidrogenotrophic methanogens. Then, a Herbert-Pirt thermodynamic black-box model was used to quantify, for each family, the flujos of metabolites shared between them. Last, a metabolic model for the chassis was developed. This model integrated the anabolism of E. coli K-12 MG1655 with a catabolic network that was reconstructed using the main catabolisms present in the microbial consortia. Experimental information reported for a mixed microbial culture, by Chen, Yun, et al. (2016), was used to validate both models. Through this validation, it was corroborated that the proposed models (and their respective assumptions) for the chassis allow to represent and approximate the interactions happening in a mixed microbial culture.

Tipo de documento:Tesis/trabajos de grado - Thesis (Maestría)
Colaborador / Asesor:Suárez Méndez, Camilo Alberto and Gallego Suárez, Darío De Jesús
Palabras clave:glicerol crudo, microorganismo chasis, termodinamica, ingenieria metabolica, consorcio microbiano, raw glycerol, chassis microorganism, thermodynamics, metabolic engineering, microbial consortium
Temática:6 Tecnología (ciencias aplicadas) / Technology > 66 Ingeniería química y Tecnologías relacionadas/ Chemical engineering
Unidad administrativa:Sede Medellín > Facultad de Minas > Escuela de Química y Petróleos
Código ID:73255
Enviado por : Daniel Puerta Jiménez
Enviado el día :22 Agosto 2019 13:36
Ultima modificación:22 Agosto 2019 13:36
Ultima modificación:22 Agosto 2019 13:36
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