La acetilación de residuos de lisina es un mecanismo de modificación post-traduccional (PTM) de proteínas muy conservado, aunque su rol en bacterias no ha sido caracterizado. El objetivo general del proyecto de tesis que se presenta es el diseño y optimización de bioprocesos relacionados con el metabolismo central de Escherichia coli (E. coli) mediante la integración de los niveles múltiples de regulación (transcripcional y post-traduccional) del metabolismo bacteriano desde una perspectiva de biología de sistemas.

A partir del avance en el estudio del metabolismo central de E. coli y de las modificaciones post-traduccionales por acetilación, se emplearán técnicas de ingeniería metabólica para construir una cepa mejorada para su empleo en biotecnología.

Metodología

1. Modificación, mediante ingeniería metabólica, del sumidero de acetato en E.coli a través de la aplicación de mecanismos de regulación transcripcionales y postraduccionales. El objetivo principal es construir una cepa de E. coli que no muestre el sumidero de acetato, pero sin que se vean modificada ninguna de sus restantes características.
2. Técnicas de ingeniería metabólica sobre E. coli para la producción de terpenos. Para ello la ruta del mevalonato (MVA) será clonada y expresada en E. coli, teniendo en cuenta las diferencias entre los genomas de E.coli K y B que han sido descritas hasta la fecha, con respecto al metabolismo del acetil-CoA.
3. Aumento de la producción de terpenos en E. coli empleando técnicas de ingeniería metabólica.

Intensificación del bioproceso

1. Extracción/recuperación in-situ en medios mono/bifásicos. Con el fin de seleccionar la fase orgánica óptima para la extracción/recuperación in-situ de terpenos, se determinará el coeficiente de partición y el factor de separación de los productos de extracción en los sistemas bifásicos. Se estudiarán numerosas fases orgánicas insolubles en agua (incluyendo líquidos iónicos).
2. Efecto de los medios de partición bifásicos sobre las células completas. Se analizará el efecto del mejor sistema de partición bifásico identificado en la actividad anterior sobre (1) el crecimiento, (2) el metabolismo (metabolitos extracelulares), y (3) viabilidad bacteriana.
3. Efecto del medio de partición bifásico sobre la producción de terpenos usando células de E. coli completas.

Todos estos resultados previstos suponen un avance en una ciencia tan multidisciplinar como la biotecnología de sistemas, ya que se generarán estrategias y metodologías aplicables a nuevos bioprocesos.