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Previous issue date: 2010-04-09 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Metabolic flux analysis (MFA) is a powerful tool for analyzing cellular metabolism. In order to control the growth conditions of a specific organism, it is important to have a complete
understanding of its MFA. This would allowed us to improve the processes for obtaining products of interest to human and also to understand how to manipulate the genome of a cell, allowing optimization process for genetic engineering. Streptomyces olindensis ICB20 is a promising producer of the antibiotic cosmomycin, a powerful antitumor drug. Several Brazilian researchers groups have been developing studies in order to optimize cosmomycin production in bioreactors. However, to the best of our knowledge, nothing has been done on metabolic fluxes analysis field. Therefore, the aim of this work is to identify several factors that can affect the metabolism of Streptomyces olindensis ICB20, through the metabolic flux
analysis. As a result, the production of the secondary metabolite, cosmomycin, can be increased. To achieve this goal, a metabolic model was developed which simulates a
distribution of internal cellular fluxes based on the knowledge of metabolic pathways, its interconnections, as well as the constraints of microorganism under study. The validity of the
proposed model was verified by comparing the computational data obtained by the model with the experimental data obtained from the literature. Based on the analysis of intracellular
fluxes, obtained by the model, an optimal culture medium was proposed. In addition, some key points of the metabolism of Streptomyces olindensis were identified, aiming to direct its
metabolism to a greater cosmomycin production. In this sense it was found that by increasing the concentration of yeast extract, the culture medium could be optimized. Furthermore, the inhibition of the biosynthesis of fatty acids was found to be a interesting strategy for genetic manipulation. Based on the metabolic model, one of the optimized medium conditions was
experimentally tested in order to demonstrate in vitro what was obtained in silico. It was found that by increasing the concentration of yeast extract in the culture medium would
induce to an increase of the cosmomycin production / A an?lise de fluxos metab?licos (AFM) ? uma importante ferramenta de an?lise do metabolismo celular. O seu conhecimento ? de extrema import?ncia para entender como deve ser conduzido ?s condi??es de cultivo de um organismo, no sentido de melhorar os processos de obten??o de produtos de interesse do homem, bem como para entender como deve ser manipulado o genoma de uma c?lula possibilitando a otimiza??o do processo para engenharia gen?tica. Streptomyces olindensis ICB20 ? um promissor produtor do antibi?tico cosmomicina, uma potente droga antitumoral, sendo de extrema relev?ncia estudar os fluxos metab?licos deste micro-organismo com o prop?sito de otimizar a s?ntese deste produto do metabolismo secund?rio. V?rios grupos de pesquisa brasileiros v?m desenvolvendo estudos na tentativa de otimizar esta produ??o em biorreatores. Entretanto, nada foi realizado ainda relativo ? an?lise de fluxos metab?licos. Este trabalho teve como objetivo verificar os fatores que afetam o metabolismo de Streptomyces olindensis ICB20, atrav?s da an?lise de fluxos metab?licos de forma que possa ser aumentada a produ??o do metab?lito secund?rio, cosmomicina. Para alcan?ar esse objetivo foi desenvolvido um modelo metab?lico que simula uma distribui??o dos fluxos internos celulares com base no conhecimento das vias metab?licas, de suas interliga??es, como tamb?m das restri??es do micro-organismo em estudo. A validade do modelo proposto foi verificada atrav?s da compara??o dos dados obtidos pelo modelo com dados experimentais da literatura. A partir da an?lise dos fluxos intracelulares, obtidos pelo modelo, foi proposto um meio de cultivo ?timo, como tamb?m, identificado pontos chaves do metabolismo com o direcionando o metabolismo de Streptomyces olindensis para uma maior produ??o de cosmomicina. Nesse sentido foi verificado que o incremento na concentra??o de extrato de levedura ? uma proposta de otimiza??o do meio de cultivo e que a inibi??o da via biossint?tica de ?cidos graxos ? uma estrat?gia interessante para manipula??o gen?tica. Com o objetivo de comprovar in vitro o que foi obtido in silico foi testada uma das condi??es de otimiza??o de meio proposta pelo modelo metab?lico atrav?s de ensaios experimentais em incubador rotativo onde foi constatado que o incremento na concentra??o de extrato de levedura no meio de cultivo induziu a um aumento na produ??o de cosmomicina
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/15899 |
| Date | 09 April 2010 |
| Creators | Lobato, Ana Katerine de Carvalho Lima |
| Contributors | CPF:10847022404, http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788057U7, Fernandes, Patr?cia Machado Bueno, CPF:7789415476, http://lattes.cnpq.br/2441925791593067, Oliveira, Jackson Ara?jo de, CPF:65331060587, http://lattes.cnpq.br/5058617634570704, Goncalves, Luciana Rocha Barros, CPF:56400969187, http://lattes.cnpq.br/2577657690021566, Santos, Everaldo Silvino dos, CPF:87510383404, http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799564Y2, Mavituna, Ferda, Macedo, Gorete Ribeiro de |
| Publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Programa de P?s-Gradua??o em Engenharia Qu?mica, UFRN, BR, Pesquisa e Desenvolvimento de Tecnologias Regionais |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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