Acumulació i degradació de PHAs per procariòtes

1. Nous Avenços en Ecologia Microbiana ICM 13 de Gener de 2005
Acumulació i degradació de PHAs per procariòtes
Wautersia eutropha
Javier del Campo
Laboratori d’Ecogenètica Microbiana
Departament de Microbiologia
Universitat de Barcelona

2. Nous Avenços en Ecologia Microbiana ICM 13 de Gener de 2005
Qué són els PHAs ?
Tipus de PHA (segons Anderson, Dawes, Steinbüchel et al.):
-PHA de cadena curta
(SCL, short chain lenght, de 3 a 5 C)
-PHA de cadena mitja
(MCL, medium chain lenght, de 5 a 14 C)
-PHA de cadena llarga
(LCL, long chain lenght, més de 14 C)
Bacillus megaterium
Javier del Campo

3. Nous Avenços en Ecologia Microbiana ICM 13 de Gener de 2005
La producció dels PHAs
*PHA sintases de tipus I (Wautersia eutropha) y de tipus II (Pseudomonas
aeruginosa) comprèn enzims que consten d’un únic tipus de subunitat (Pha C) amb
pesos moleculars d’entre 61 i 68 KDa.
*PHA sintasa tipus III (Chromatium vinosum) comprèn enzims que estan constituits
per 2 tipus diferents de subunitats (Pha C i Pha F) de 40 KDa cadascuna.
Javier del Campo

4. Nous Avenços en Ecologia Microbiana ICM 13 de Gener de 2005
Vies de síntesi de PHAs
Javier del Campo

5. Nous Avenços en Ecologia Microbiana ICM 13 de Gener de 2005
La degradació dels PHAs
Javier del Campo
*PHA depolimerases extracel·lulars:
- Alta solubilidat en un ampli rang de
pHs i Tª.
- Pes molecular relativament baix.
- pH òptim alcalí.
*PHA depolimerases intracel·lulars, les trobem
unides a la membrana del grànul del PHA.

6. Avenços en Ecologia Microbiana ICM 13 de Gener de 2005
Biotecnologia del PHB
Javier del Campo

7. Nous Avenços en Ecologia Microbiana ICM 13 de Gener de 2005
Importàcia ecològica dels PHAs
Zona òxica
Javier del Campo
Superficie
del tapís
OO22 CCOO22
Cianobacteris
Cianobacteris
PSB /GSB
Zona òxica
Zona anòxica
Zona anòxica
LLlluumm
O2
H2O
acumul
Gly, PHB
matèria orgànica
HS
SO4
2
dissolt
matèria acumul
orgànica
Gly + Sº
SO4
2
SRB
HS
SRB
PHB, Gly
CO2
produc.fermentaciò
PSB /GSB
Gly + Sº PHB
matèria
orgànica
SO4
2
SRB dissolt
HS
© M. Berlanga

8. Nous Avenços en Ecologia Microbiana ICM 13 de Gener de 2005
Els PHAs als tapissos microbians
Javier del Campo
140
120
100
80
60
40
20
0
12h 15h 18h 21h 24h 3h 6h 9h 12h
Day time
)
PHB content (μg cm
0 20 40 60 80 100
0 - 0.5
0.5 - 1
1 - 1.5
1.5 - 2
2 - 2.5
2.5 - 3
3 - 3.5
3.5 - 4
4 - 4.5
4.5 - 5
5 - 5.5
5.5 - 6
6 - 6.5
6.5 - 7
7 - 7.5
7.5 - 9
Depth (mm)
PHB content ( μg cm-3)

9. Nous Avenços en Ecologia Microbiana ICM 13 de Gener de 2005
El futur de la investigació en PHAs
Qué cal fer? Importància
Javier del Campo
acadèmica
Importància
tècnica
Estuctures terciàries i quaternàries de la PHA sintasa. Alta Mitja
Relació estructura-funció de la PHA sintasa. Alta Alta
Anàlisi de la degradació intracel·lular del PHA. Alta Baixa
Anàlisi de l’estructura de les inclusions citoplasmàtiques de PHA. Mitja Baixa
Anàlisi de la funció dels PHA sense funció de reserva i les bases moleculars i bioquímiques
per la seva biosíntesi. Alta Alta
Enginyeria metabòlica de les vies centrals de la síntesi de PHA. Mitja Alta
Millores en el procés d’escalat dels processos in vitro. Baixa Alta
Millores en la producció de PHA en fermentadors. Baixa Alta
Obtenció de plantes trangèniques amb alts continguts en PHA Alta Alta
Desenvolupar processos més sofisticats i respectuosos amb l’entorn per a la recuperació de
PHA. Baixa Alta

10. Nous Avenços en Ecologia Microbiana ICM 13 de Gener de 2005
El futur de la investigació en PHAs
Qué cal fer? Importància
Javier del Campo
acadèmica
Importància
tècnica
Estuctures terciàries i quaternàries de la PHA sintasa. Alta Mitja
Relació estructura-funció de la PHA sintasa. Alta Alta
Anàlisi de la degradació intracel·lular del PHA. Alta Baixa
Anàlisi de l’estructura de les inclusions citoplasmàtiques de PHA. Mitja Baixa
Anàlisi de la funció dels PHA sense funció de reserva i les bases moleculars i bioquímiques
per la seva biosíntesi. Alta Alta
Enginyeria metabòlica de les vies centrals de la síntesi de PHA. Mitja Alta
Millores en el procés d’escalat dels processos in vitro. Baixa Alta
Millores en la producció de PHA en fermentadors. Baixa Alta
Obtenció de plantes trangèniques amb alts continguts en PHA Alta Alta
Desenvolupar processos més sofisticats i respectuosos amb l’entorn per a la recuperació de
PHA. Baixa Alta