Región de Murcia
Fundación Séneca
FSE

Metabolismo del acetato en Escherichia coli: caracterización y regulación

Nace en Murcia  en 1989. En 2012 obtiene la licenciatura de Bioquímica  por la Universidad de Murcia. Durante el curso 2011/2012 obtiene la Beca de Colaboración convocada por el Ministerio de Educación, Cultura y Deporte, desarrollándola en el Departamento de Bioquímica y Biología Molecular B e Inmunología de la Facultad de Química de la Universidad de Murcia. A continuación cursa el máster de Química Fina y Molecular  en la Universidad de Murcia, obteniendo el título de máster en el año 2013.  En el año 2014 es contratada por el grupo de Biotecnología de la Universidad de Murcia como investigadora asociada al proyecto “Biología de sistemas para la mejora de bioprocesos relacionados con el metabolimo central de E. coli: Integración de la regulación transcripcional y post-transduccional. Aplicación a la optimización de procesos biotecnológicos“
(BIO2011-29233-C02-01). En ese mismo año lee la tesina de licenciatura titulada " “Regulación por Nɛ-acetilación en proteínas clave del metabolismo de Escherichia coli" .  En el año 2015 obtiene una beca de la Fundación Séneca para realizar la tesis doctoral en la Universidad de Murcia. Posee comunicaciones en congresos nacionales e internacionales, así como publicaciones científicas en revistas de carácter internacional. Domina la lengua inglesa.

Resumen de tesis

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. Para la mejora bacteriana se anulará el sumidero de acetato, el cual disminuye el rendimiento energético y ralentiza el crecimiento bacteriano, dos aspectos muy indeseables en biotecnología. Como bioproceso modelo se estudiará la producción de terpenos, metabolitos de gran número de aplicaciones en la industria química y en biomedicina. Tras la sobrexpresión de los metabolitos de interés en la cepa de E. coli creada, se desarrollará un sistema de extracción continuo, empleando sistemas bifásicos, para la  obtención in situ de éstos.

El interés científico está relacionado con el desarrollo de estrategias modelo de optimización de bioprocesos basadas en la ingeniería metabólica y la biología de sistemas.

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.

Grupo de investigación

Biotecnología

Programa de doctorado

Química Básica y Aplicada

Período de Actividad

16/09/2015

Estado de tesis

Defendida

Estudio de la interacción de la proteína Acs con su sustrato ATP

Resumen actividad a desarrollar

Escherichia coli (E. coli) es un organismo modelo ampliamente empleado en biotecnología para obtener productos de alto valor añadido, como fármacos, aditivos alimenticios o cosméticos. Por esta razón es fundamental conocer el funcionamiento metabólico de E. coli, con el fin de optimiza todos estos procesos. El metabolismo del acetato es uno de los principales objetivos en la investigación metabólica de E. coli, ya que la excreción de acetato por parte de la bacteria conlleva una pérdida en el rendimiento de todos estos bioprocesos. La enzima Acetyl-CoA sintetasa (Acs) se encarga de la incorporación del acetato del medio extracelular y de su conversión en acetil-CoA, metabolito central de cualquier organismo. Por ello, conocer su funcionamiento catalítico y su regulación es fundamental para avanzar en el conocimiento del metabolismo del acetato.

En qué medida favorece la estancia tu línea de investigación en el desarrollo de tu tesis doctoral

En trabajos previos llevados a cabo en mi centro de trabajo se ha caracterizado la acetilación de Acs por la acetiltransferasa PatZ y por la sirtuína CobB, como se refleja en nuestras recientes publicaciones (De Diego Puente et al., 2015 y Gallego-Jara et al., 2017). Para completar la caracterización de esta enzima y finalizar con éxito los objetivos propuestos en mi plan de tesis, queremos llevar a cabo estudios calorimétricos de esta enzima y varios mutantes. Con los resultados obtenidos se pretende completar el trabajo iniciado en el Departamento de Bioquímica y Biología Molecular B de la Universidad de Murcia, que forma parte de mi proyecto de tesis doctoral. Los resultados que se esperan conseguir supondrán un importante avance en el estudio de esta enzima y en el metabolismo del acetato de E. coli. Además, este estudio nos permitirá conocer cómo afecta la acetilación de lisinas al potencial catalítico de esta enzima.

Año de programa

2018

Fecha de Inicio

14/02/2018

Fecha de Fin

16/05/2018

País

ITALIA

Nombre del Centro

Universidad de Bolonia

Departamento del Centro

Departamento de Farmacia y Biotecnología

Dinos por qué elegistes este centro

Elegí este centro porque son expertos a nivel internacional en Calorimetría diferencial de Barrido (ITC) y en otras técnicas de caracterización biofísica de proteínas.

¿Cómo beneficiará al grupo de investigación de origen las técnicas y conocimientos adquiridos durante la estancia?

Esta estancia nos permitirá adentrarnos en el uso de la Calorimetría diferencia de barrido como técnica fundamental de caracterización biofísica. Podremos poner a punto protocolos que nos ayuden a mejorar nuestro conocimiento y procedimiento de caracterización proteica.

¿Los conocimientos adquiridos podrán originar una nueva línea de investigación?

Muy probablemente. Los conocimientos adquiridos nos permitirán enriquecer nuestros estudios de caracterización de proteínas y comenzar una línea de caracterización biofísica. 

Mantiene el grupo de acogida y de origen una relación investigadora estable?¿Crees que en caso de no existir se establecerá?

Hasta el momento de la realización de esta estancia los dos grupos no mantenían ningún tipo de investigación. Sin embargo, a partir de esta estancia se ha iniciado una colaboración que se mantendrá en futuros proyectos.

Háblanos de tu ciudad, aquello que desees resaltar de ella, que te ha llamado más la atención, lo esencial

Bolonia es una ciudad volcada en su Universidad, una de las primeras en el mundo. Es una ciudad moderna y turística, con una gran oferta cultural y de ocio. Los vuelos directos desde distintas ciudaddes de España son económicos y es sencillo encontrar alojamiento. Respecto al clima, es agradable en primavera y otoño, aunque bastante frío en invierno.

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