Estudio de las condiciones que afectan la modificación post-traduccional de la penicilino acilasa en Escherichia coli JM101/pPA102.

Abstract

"Estudio de las condiciones que afectan la modificación post-traduccional de la penicilino acilasa en Escherichia coli JM101/pPA102. Mediante técnicas del ADN recombinante se han logrado aislar, clonar, expresar y sobrexpresar genes de interés, siendo Escherichia coli el huésped de excelencia, debido a que se conoce bien su genética, su ascesibilidad, no toxicidad, crece en nutrientes de bajos costos, es de rápida reproducción, y el escalamiento es simple. Sin embargo, el hecho de tener un sistema de expresión eficiente no garantiza que la proteína de interés expresada llegue a ser biológicamente activa.Se creía que las bacterias eran organismos incapaces de llevar a cabo modificaciones postraduccionales. Hoy en día se tienen reportes de glicosilaciones y procesamiento en proteínas y preproteínas de procariotes. La penicilino acilasa (PA), una enzima clave en la síntesis de penicilinas semisintéticas, es una proteína heterodimérica periplásmica, que es traducida en forma de precursor inactivo, el cual debe ser exportado, procesado y plegado correctamente para obtener actividad enzimática. Las condiciones ambientales, constituyen un factor plenamente determinante para la expresión genética de cualquier organismo. En el caso de cultivos bacterianos, éstas se refieren a las condiciones de operación del biorreactor (pH, temperatura, oxígeno disuelto, naturaleza y concentración de los nutrientes, entre otras). En particular, se ha observado que el oxígeno disuelto (OD), afecta de manera directa variables como la velocidad específica de crecimiento y como consecuencia la producción de PA. En este trabajo se estudió el efecto del OD sobre el procesamiento post-traduccional de la PA. Se realizaron cultivos por lote en bioreactor, en los que el pH, temperatura y OD fueron controlados. Se analizó la cinética de acumulación y procesamiento del precursor de PA. Los resultados indican que el OD es fundamental para el procesamiento del precursor de la penicilino acilasa."

"Study of the enviromental conditions on penicllin acylase post-translational modification in Escherichia coli JM101/pPA102. By means of the recombinant DNA techniques it is posible to isolate, clone and express genes of biotechnological interest. Due to its well-known genetics, accesibility, not toxicity, low-cost nutrients usage, rapid reproduction, and simple scale-up, Escherichia coli has been the host of excellence. Nevertheless, the fact of having an efficient expression system does not guarantee that the protein expressed manages to be biological active. It was believed, that bacteria were not able to carry out postranslational modifications. Nowadays there are reports of glycosilations and processing in proteins and preproteins of procariotes. Penicillin acylase (PA), a key enzyme in semisynthetic penicillin production, is a heterodimeric periplasmic protein that is translated as an inactive preproPa precursor, which must be exported, processed, and folded up correcty to produce the enzimatic activity. The enviromental conditions constitute a determinant factor on the genetic expression in any organism. In the case of bacterial cultures, these are refered to operation conditions in the bioreactor (pH, temperature, disolved oxygen (OD), nutrients, and others). It has been observed, especially, that the OD affects directly variables such as the specific rate growth and as consequence the PA production. In this work, the effect of OD on the ppPA processing was evaluated. Batch cultures were realized in bioreactor, where the pH, temperature and OD were controled. The PA production and ppPA processing kinetic was analyzed. The results indicate that the presence of oxygen is fundamental for the processing of the precursor of the penicilino acilasa."