Magíster en Bioquímica,
Especialización en Bioquímica Ambiental / Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento / En la actualidad el uso de combustibles alternativos al petróleo ha tomado auge por el
agotamiento de los combustibles fósiles y por el daño al medio ambiente que éstos
provocan. Por esta razón la búsqueda de nuevos combustibles ha adquirido gran
relevancia. La producción de etanol a partir de biomasa, conocido como bioetanol,
surgió como una posible solución al problema de los combustibles; sin embargo, la
materia prima para su producción proviene de cultivos de origen alimenticio, utilizando
para esto grandes zonas de cultivo, lo que genera una gran controversia. Debido a esto
surgió el bioetanol de segunda generación, que utiliza para su producción biomasa lignocelulósica.
Esta biomasa se encuentra en grandes cantidades, principalmente como
desechos de la industria del papel y de residuos agrícolas. Para la producción de
bioetanol desde material lignocelulósico, son necesarias dos etapas adicionales en
comparación con la producción de bioetanol de primera generación: una etapa de pretratamiento
del material lignocelulósico, y una etapa de hidrólisis de la celulosa. Para la
segunda etapa se utilizan celulasas, enzimas que hidrolizan la celulosa para la
generación de azúcares simples. El problema es el alto costo de producción asociado a la
utilización de estas enzimas. Las investigaciones se han enfocado en el mejoramiento de
las celulasas para optimizar el proceso de la hidrólisis de celulosa, con el fin de
disminuir los costos de producción del bioetanol de origen lignocelulósico. En la etapa
de hidrólisis de la celulosa actúan tres celulasas en forma sinérgica: endoglucanasas,
celobiohidrolasas y ß-glucosidasas.
Phanerochaete chrysosporium es un hongo que produce varias celulasas, entre ellas el
complejo enzimático CBH-I constituido por varias celobiohidrolasas, que constituye el
12% de proteínas totales secretadas por este hongo.
El objetivo general de este trabajo es estudiar el rol de CBH-I del hongo P.
chysosporium en el proceso de hidrólisis del material lignocelulósico de Nothofagus
pumilio (lenga), utilizando una fracción altamente enriquecida con CBH-I proveniente de P. chrysosporium y distintas concentraciones de una endoglucanasa comercial de T.
viride, con el fin de obtener un mejor rendimiento de sacarificación que el preparado
comercial de T. reesei. Se eligió lenga por ser la segunda especie nativa más abundante
en Chile y que presenta residuos abundantes, cuya biomasa puede ser ocupada para la
producción de bioetanol de segunda generación
Se comparó la sacarificación de lenga por el tratamiento con extractos enzimáticos
provenientes del hongo P. chrysosporium versus un preparado comercial de T. reesei. Al
comparar la sacarificación, no se observaron grandes diferencias, solo se observó un
aumento significativo en la sacarificación por T. reesei a las 48 horas de incubación con
40 μg de proteínas por mg de sustrato. Para determinar si era factible mejorar el proceso
de sacarificación del material lignocelulósico, que utiliza enzimas comerciales del
organismo T. reesei y estudiar el rol de CBH-I en la sacarificación, se aisló y purificó
CBH-I desde un cultivo P. chrysosporium y se realizaron experimentos de comparación
de la sacarificación entre CBH-I con una endoglucanasa de T. viride versus el preparado
comercial de T. reesei, además se estudió la acción conjunta entre CBH-I y la
endoglucanasa comercial T. viride. CBH-I en combinación con una endoglucanasa de T.
viride produce una sacarificación mayor que el preparado comercial de T. reesei a las 72
horas de incubación. Se observó sinergismo a concentraciones menores de celulasas (20
μg/ml), encontrándose una disminución de la cooperación a concentraciones mayores
(100 μg/ml). Se concluye que CBH-I proveniente de P. chrysosporium podría ser una
alternativa para preparaciones enzimáticas comerciales para la degradación de
lignocelulosa
Además, con el fin de producir celobiohidrolasas CBH-I en mayor cantidad, se
realizaron experimentos de expresión de proteínas recombinantes en el organismo E.
coli Rosetta-gamiTMB. Para esto se ocuparon dos secuencias génicas de CBH-I aisladas
desde el hongo P. chrysosporium denominadas CBH-I cel 7-1 y CBH-I cel 7-2. El uso
del sistema de E. coli Rosetta-gami™B, permitió producir CBH-I cel 7-1, aunque en
forma inactiva. No se produjo CBH-I cel 7-2 recombinante
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/138383 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Lozada González, Patricia Emita |
| Contributors | Salazar Aguirre, María Oriana, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas |
| Publisher | Universidad de Chile |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
| Rights | Atribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 Chile, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/ |
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