FISIOGENÔMICA DA RESISTÊNCIA AO ESTRESSE ÂCIDO EM Saccharomyces cerevisiae E SUA IMPLICAÇÃO NO AUMENTO DO RENDIMENTO DA FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA INDUSTRIAL

Dr. Marcos Antonio de Morais Jr.
Núcleo de Engenharia Metabólica (NEM), Universidade Federal de Pernambuco
marcos.morais@pesquisador.cnpq.br

El proceso de fermentación industrial se caracteriza por una serie de condiciones de estrés a los que las células de levadura están expuestos, ya que las condiciones de hiperosmolaridad, a través de estrés térmico y etanol durante la fermentación por el estrés oxidativo cuando las células se reciclan en la pre-fermentadores que reciben aireación o microaeração. Todas estas medidas influyen directamente en la viabilidad y la capacidad fermentativa de la población de células durante el proceso de reciclaje. Debido a esto, las cepas con más rasgos fisiogenômicos favorables deberían tener una mayor capacidad de adaptación, que debería explicar, al menos en parte, la dinámica de las poblaciones grandes observadas en las destilerías en Brasil. Aunque algunas cepas se han aislado de los resultados que indican su dominio potencial del proceso, parece que hasta ahora no es una levadura que tiene características que permiten una mayor adaptación fenotípica a todos estos tipos de estrés, ya que parece depender de las carreteras metabólicas distintas, pero se superponen en algún nodo metabólico. En este contexto, los proyectos de investigación en el Centro de Ingeniería metabólica de la Universidad Federal de Pernambuco (UFPE-NEM) tienen como objetivo estudiar los mecanismos moleculares implicados en la respuesta celular a diferentes formas de estrés de las cepas industriales a partir de lo estudio comparativo de cepas laboratorio y industriales con enfoques de la genómica estructural y funcional comparada y de la fisiología Molecular. Estas comparaciones deben incluir cepas de referencia S288C (utilizado para la secuenciación del genoma de Saccharomyces cerevisiae) y CEN.PK2C (utilizado como modelo para los estudios fisiológicos y bioquímicos en Europa). El enfoque de la biología de sistemas en comparación, con la participación de los perfiles de proteínas (proteómica) y metabólicas (metabolómica), con posterior análisis de los perfiles de expresión génica (transcriptómica), puede proporcionar información valiosa sobre los mecanismos involucrados, sus interrelaciones y sus ajustes. El hecho relevante a considerar en las actividades de NEM-UFPE que debe hacerse entre el metabolismo celular en cultivos de laboratorio con medio sintético, en las culturas en experimentos de laboratorio y en una planta piloto industrial de fermentación. Es decir, la idea es lo más cercano posible al comportamiento de las células en toda la industria de la fermentación. Como ejemplo de los trabajos en ejecución se presentarán en esta conferencia los resultados de la respuesta celular a la variación del pH del sustrato, principalmente relacionados con la acidificación del medio. Los resultados muestran la relación entre el mecanismo de inducción de la respuesta al estrés en general controlada por lo complejo de a transcripción Msn2/4 y la via de la proteína quinasa C implicada en mantener la integridad de la pared celular. Las acciones de la via PKA y HOG en respuesta al pH ácido también serán presentadas. Y, por último, presentar las implicaciones de los resultados experimentales con el contexto industrial.