Produzione di Acido Lattico da batteri (processo standard):

Presentazione sul tema: "Produzione di Acido Lattico da batteri (processo standard):"— Transcript della presentazione:

1 Produzione di Acido Lattico da batteri (processo standard):
Aumento acidità  inibizione del metabolismo Aggiunta di base (Ca(OH)2)  pH neutro Aggiunta di acido alla fine del processo (H2SO4)  acido lattico indissociato Smaltimento sale (CaSO4) Uso di organismi resistenti a basso pH  evito e 4.  riduco le spese di processo Candidato: lievito Saccharomyces cerevisiae ingegnerizzato con LDH Problemi: Fermentazione ‘eterolattica’ (etanolo e acido lattico) Catabolismo del glucosio e geni PDC

2 METABOLISMO DEL GLUCOSIO E DEL PIRUVATO IN LIEVITO
ALTRE FONTI C RESPIRAZIONE GLUCONEOGENESI biosintesi

3 USO DEL LIEVITO Kluyveromyces lactis
Organismo Crabtree – negativo Un solo gene PDC (KlPDC1)

4 I ceppi klpdc1 crescono come il selvatico su glucosio

5 IMPORTANZA DEL BYPASS DEL PIRUVATO E DEL TRASPORTO DELL’Acetil CoA

6 KlPDC1 è indotto da glucosio e represso da etanolo
1 = YP 2 = YP Glucose 6 = YP Ethanol

7 KlPDC1 è soggetto ad autoregolazione
da KlPdc1p

8 Meccanismo dell’autoregolazione
Cellula klpdc1 Cellula selvatica klpdc1 LacZ KlPDC1 LacZ R

9 VETTORE D’ESPRESSIONE per Lattico Deidrogenasi

10 METABOLISMO DEL PIRUVATO NEI CEPPI METABOLICAMENTE INGEGNERIZZATI

11 wt strain: ethanol mM lactate 47.7 mM Klpdc1 strain: ethanol mM lactate mM

12 PRODUZIONE Ceppo Lattato Etanolo Acetato Resa lattato Attività LDH PM6-7A 161 0.5 PM6-7A + pEPL2 47.7 84.4 0.3 0.17 4-5 PMI/C1 1.7 PMI/C1 + pEPL2 126.5 0.46 55-60 Concentrazioni in mM Resa molare per glucosio (massima resa teorica = 2) Attività in U/mg proteina cellulare

13 Produzione in bioreattore (14 litri)
Terreno industriale (CSL) Glucosio 50 g/l (+ feeding) Areazione 2 l/min pH costante (4.5 unità) 109 g/l (1.2M) acido lattico Produttività g/l ora

14 Produzione in condizioni di pH controllato
g/litro totale Resa molare pH finale Acido % pH costante 4.5 tamponato 109 1.19 4.5 19 20.7 pH iniziale 4, parzialmente 35 0.88 3.0 88 30.8 pH iniziale 5, non tamponato 29 0.7 2.8 92 26.7 Porro D et al. Replacement of a metabolic pathway for large –scale production of lactic acid from engineered yeasts (1999) Appl. Environ. Microbiol. 65: