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Doctor en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Química y Biotecnología / Dada la necesidad de diversificar la matriz energética existe la necesidad de buscar nuevas fuentes de biomasa para las energías renovables no convencionales, entre las cuales las algas pardas son una fuente de carbono por su composición en carbohidratos fermentables, entre los que se destacan el polisacárido alginato. Para industrializar un proceso de sacarificación y fermentación de alginato es necesario contar con un organismo reconocido como seguro por la FDA (G.R.A.S.). El siguiente trabajo consiste en el establecimiento de una ruta degradativa de alginato en S. cerevisiae S288c, mediante la construcción de módulos de expresión de las enzimas del tipo alginato liasa, oligoalginato liasa, DEHU reductasa y KDG quinasa, KDGP aldolasa en el cromosoma XVII y el transportador GAT en vector episomal. Se obtuvo un transformante de S. cerevisiae S288c clon 47 resistente a higromicina B. La cepa recombinante posee un crecimiento de un 37,5% superior a la cepa nativa en condiciones de 5 y 10 g/L de glucosa y alginato, con una degradación de hasta 6 g/L de alginato a las 60 horas, correspondiente a un 63% del total de alginato. Los análisis enzimáticos revelan que no es posible encontrar la expresión de DEHU reductasa en el organismo. La expresión de las enzinas alginolíticas está presente en el medio intracelular, como también en la fracción extracelular mediante el uso de un péptido señal. Estudios de docking molecular muestran similitudes estructurales de los transportadores del tipo de la superfamilia del facilitador mayor de ácido D-galacturónico, ácido D-quínico con transportadores de xilosa y glucosa, y sugieren que pueden que ser utilizados para la asimilación de ácidos urónicos. Los resultados experimentales muestran que S. cerevisiae S288-47 posee mayor crecimiento utilizando el transportador heterólogo GAT-1, por sobre quTD. Se requieren estudios adicionales para incrementar la capacidad de degradación del alginato por parte de esta levadura, y la asimilación de los ácidos urónicos, además de ser complementado con otras rutas degradativas de azúcares provenientes de algas como manitol.

In experiment we grown two maize hybrids for energy purpose. Growth was established as small plats. At maize growth main comparable datas were yield and content of dry mass. From outgrowth was selected maize hybrid with bigger yield and better biomass for next energy processing.

Memoria para optar al título profesional de Ingeniero Agrónomo Mención Ingeniería y Suelos / En ecosistemas de clima Mediterráneo en Chile central se estudiaron cuatro situaciones vegetacionales del bosque esclerófilo, formadas por distinto grado de intervención antrópica, en las cuales se determinaron las actividades enzimáticas (deshidrogenasa, celulasa, β-glucosidasa y ureasa), así como también carbono orgánico del suelo (COS). Se extrajeron muestras compuestas en intervalos de profundidad de 0-6 y 6-12 cm desde ecosistemas de (menor a mayor perturbación): Peumo (PEU), Peumo-Litre-Quillay (PLQ), Quillay-Trevo-Colligüay (QTC) y Espino (ESP). El COS del suelo respondió al grado de intervención antrópica, siendo mayor en ecosistemas de PEU y menor en ESP. Por su parte, las enzimas del grupo de las hidrolasas: (celulasa, β-glucosidasa y ureasa) no respondieron a la cantidad de SOC, sin embargo éstas enzimas mostraron relación con la calidad de la materia orgánica del suelo (relación C/N, contenido de lignina). Deshidrogenasa mostró diferencias sólo de 6-12 cm, respondiendo al tipo de vegetación. El efecto de las copas de los arboles fue significativo sobre las propiedades medidas (QTC y ESP), observándose que la actividad enzimática y el COS fueron mayores bajo la influencia de las copas de los árboles que en los sectores de pradera abierta, en que la acumulación de hojarasca y el efecto de las copas de los árboles no existe. / Four sclerophyll vegetation ecosystems of Central Chile characterized by with different degrees of anthropogenic disturbances were studied in terms of soil enzymatic activities (deshidrogenase, celulase, β-glucosidase and urease) and soil organic carbon (SOC). Composite soil samples at 0-6 and 6-12 cm depth were extracted (low to highly perturbed) from Peumo (PEU), Peumo-Litre-Quillay (PLQ), Quillay-Trevo-Colligüay (QTC) and Espinal (ESP) ecosystems. SOC was correlated to the degree of anthropogenic disturbances, with the greatest SOC amounts in the PEU sites and the lowest under ESP. The group of enzymes hydrolases (celulase, β-glucosidase and urease) was not correlated to the amount of SOC, nevertheless, the quality of soil organic matter (C/N ration, lignin content) seem explain those enzymatic activities. Deshidrogenase levels were different between vegetation types but only in the 6-12 cm depth. The measured proprieties were significantly affected by the effect of the canopy (QTC and ESP), finding higher amount of SOC and enzymes activities was found under canopy as compared to open pasture in which accumulation of plant litter and the effect of the canopy was not existent.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingen iero Forestal

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Ingeniera Civil en Biotecnología / En las últimas décadas se han estudiado y utilizado las energías renovables no convencionales como una alternativa a los combustibles fósiles. Dentro de éstas se encuentra el bioetanol de segunda generación, producido a partir de residuos lignocelulósicos, siendo la hidrólisis de celulosa una de las etapas claves en el proceso productivo. Uno de los métodos de hidrólisis, es el uso de enzimas producidas por hongos de pudrición que degradan naturalmente la madera. Bajo este marco se define el objetivo general de este trabajo, que es estudiar la producción de proteínas hidrolíticas para la degradación de lignocelulosa por el hongo de pudrición blanca Trametes versicolor. La metodología se dividió en dos ejes principales: definir las condiciones de cultivo de T. versicolor que induzcan la producción de proteínas hidrolíticas, y caracterizar tales proteínas mediante ensayos de actividad de celulasas y ligninasas, utilizando sustratos puros y paja de trigo. El cultivo del hongo se realizó a 28ºC, 50 rpm de agitación y en oscuridad. El medio elegido fue adaptado del artículo de Suwannarangsee et al. (2012), y contenía además 1% p/v de paja de trigo. Este cultivo se inoculó con el hongo en una preparación líquida, y se incubó por 11 días, alcanzando una actividad celulasa de 0,5 [IU/ml] (promedio de los 6 matraces) al cabo de este periodo. La separación de proteínas obtenidas del cultivo se hizo mediante cromatografía de filtración en gel en columna Sephacryl S-100. En esta etapa se recuperó un 18% de proteínas totales, y se logró un enriquecimiento enzimático de 35,96 [IU/mg proteína], triplicando el valor obtenido por el extracto proteico que fue cargado en la columna. Estas proteínas fraccionadas se sometieron a ensayos de celulasas y ligninasas, en los cuales se obtuvo que los mayores valores de actividad estaban entre las fracciones 23 a 28, coincidentes con el peak de absorbancia a 280 nm. Además, se pudo constatar un alto enriquecimiento de xilanasas con 32,9 [IU/mg prot.], versus el extracto proteico con 3,1 [IU/mg prot.]. Por otro lado, se realizó una hidrólisis con paja de trigo, para comparar la acción enzimática de las fracciones proteicas con respecto a Celluclast. Se pudo concluir que no existe sinergia entre ambos componentes, pero si hay una contribución a la acción de la enzima comercial por parte de las proteínas de T. versicolor. Esto se evidenció principalmente en la medición de xilosa, en la cual hubo un mejoramiento de un 47% en la fracción 27. El rendimiento enzimático fue de 2,11 [mg xilosa/mg proteína], siendo más del doble de lo obtenido por las celulasas comerciales en la hidrólisis de paja de trigo. Finalmente, se concluyó que el sistema de separación es eficiente para tener una primera aproximación de las enzimas buscadas dentro de las fracciones cromatográficas, y enriquecer tales fracciones con las proteínas de interés. También fue posible constatar que existe un gran potencial hidrolítico dado por la batería enzimática del hongo T. versicolor, especialmente por las xilanasas producidas por éste. Esto es muy relevante para la etapa de sacarificación, ya que el xilano como sustrato es el segundo más abundante después de la celulosa, y por ende, con gran potencial fermentativo.