52660

EFEITO DA SOBRECARGA METABÓLICA PLASMIDEAL NA VELOCIDADE DE CRESCIMENTO E DE CONSUMO DE OXIGÊNIO EM Escherichia coli.

Favoritar este trabalho

Os plasmídeos são ferramentas importantes na expressão de proteínas heterólogas em microrganismos, e os mecanismos que controlam sua replicação geralmente estão associados a grupos de genes que se localizam no próprio DNA plasmideal, o plasmídeo pUC é um plasmídeo de alta cópia (~500 plasmídeos/célula) e está associado a expressão de proteínas recombinantes não tóxicas em Escherichia coli. Plasmídeos deste tipo apresentam uma alta produção de proteínas recombinantes, no entanto, sua presença em alta cópia pode promover uma sobrecarga metabólica e consequentemente debilitar o metabolismo do microrganismo. Este tipo de estresse celular pode comprometer a cinética de crescimento, a estabilidade do próprio plasmídeo bem como a produtividade da proteína de interesse. O presente trabalho mostra alterações na velocidade de crescimento e no padrão de consumo de oxigênio pelo microrganismo Escherichia coli transformadas com plasmídeos pUC. Experimentos foram conduzidos em biorreatores simultaneamente utilizando a cepa BL21(DE3) transformada com plasmídeos de alta cópia pUC, contendo promotor T7 induzido por IPTG e resistente a canamicina, e cepa BL21(DE3) não transformada como grupo controle. As duas linhagens foram submetidas a crescimento em biorreatores de 10 Litros mecanicamente agitados sob a mesma temperatura (37ºC) e conduzidos em batelada alimentada. A velocidades máxima de crescimento (µXmáx) da linhagem transformada com pUC foi inferior a linhagem controle (µXmáx [pUC] = 0,502 h-1; R2 = 0,999 e µXmáx [Controle] = 0,621 h-1; R2 = 0,997). Os dados da velocidade específica de consumo de oxigênio ao longo do tempo (qO2) mostram que a cepa transformada com pUC apresentou uma maior velocidade de consumo de oxigênio (qO2[pUC] 0,35 h-1) quando comparado à cepa não transformada (qO2[Controle] 0,16 h-1) na fase de limitação pelo substrato. Estes resultados indicam alterações no padrão metabólico dos microrganismos, possivelmente nas vias de respiração e fermentação. Alterações nestas vias metabólicas podem prejudicar o ensaio em biorreator, dificultando a obtenção de uma concentração celular elevada e aumentando as chances de produção de acetatos como produto da fermentação, limitando ainda mais o crescimento celular e consequentemente a produção da proteína recombinante de interesse.