Analysing the dhaT gene in Colombian Clostridium sp. (Clostridia) 1,3-propanediol-producing strains

Analizando el gen dhaT en Clostridium sp de Colombia. (Clostridia) cepas productoras de 1,3-propanodiol

Análisis del gen dhaT en cepas Colombianas de Clostridium sp. (Clostridia) productoras de 1,3-propanodiol. Objetivo: analizar el gen dhaT, uno de los genes responsables de la producción de 1,3-propanodiol (1,3-PD), en dos cepas nativas de Clostridium. Materiales y métodos: El gen dhaT fue amplificado por reacción en cadena de polimerasa con cebadores específicos diseñados a partir del operón de Clostridiumbutyricum VPI1718. Se utilizaron herramientas bioinformáticas como BLASTN, ORF finder, BLASTP y ClustalW para determinar la identidad de la secuencia y asignar una función. Resultados: los productos de amplificación de ADN se obtuvieron de Clostridium sp. cepas nativas (IBUN 13A e IBUN 158B) y la cepa Clostridium butyricum DSM 2478, que fueron secuenciadas. Según el análisis bioinformático de las secuencias anteriores, se encontró un alto grado de similitud con el gen dhaT de diferentes especies bacterianas. El mayor porcentaje de identidad se obtuvo con la cepa de Clostridium butyricum VPI 1718. Conclusión: el conocimiento de la estructura física del operón 1,3-PD en cepas nativas abre el camino para el desarrollo de estrategias de ingeniería genética y metabólica para mejorar la productividad de los procesos.

INTRODUCCIÓN

El interés por el 1,3-propanediol (1,3-PD), una molécula orgánica bifuncional con propiedades especiales para muchas reacciones sintéticas, ha aumentado durante los últimos años, en particular como monómero de policondensaciones para producir poliésteres, poliéteres y poliuretanos. Los polímeros a base de 1,3-PD tienen características como una buena estabilidad en condiciones de luz, biodegradabilidad y una mayor elasticidad. Tiene una aplicación emergente como materia prima en la fabricación de alfombras y fibras textiles (1; 2). El 1,3-PD se produce químicamente mediante la hidratación de la acroleína y la hidroformilación del óxido de etileno; también puede producirse por vía biotecnológica utilizando glicerol como sustrato para la bioconversión bacteriana (1). Algunos microorganismos son capaces de producir 1,3-PD por fermentación de glicerol en la naturaleza. Las bacterias de los géneros Citrobacter, Clostridium, Enterobacter, Klebsiella y Lactobacillus son algunas de ellas (3).

El glicerol es fermentado por Clostridium butyricum en un proceso que implica dos vías: la oxidativa y la reductora. La oxidativa está implicada en la glucólisis y la reductora conduce a la síntesis de 1,3-PD. La vía oxidativa implica la deshidrogenación del glicerol por una glicerol deshidrogenasa (GDH) a dihidroxiacetona (DHA), que luego es fosforilada por una dihidroxiacetona quinasa (DHAK) y se dirige a la glucólisis (4; 5).