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dc.contributor.authorNeves, José Davi dos Santos
dc.date.accessioned2024-07-23T19:27:36Z
dc.date.available2024-07-23T19:27:36Z
dc.date.issued2023-02-27
dc.identifier.citationNEVES, José Davi dos Santos. Construção de linhagens de Escherichia coli para produção heteróloga de fenazinas. 2023. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/20221.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/20221
dc.description.abstractPhenazines are a class of secondary metabolites produced by some species of microorganisms, with great potential for biotechnological application. However, the production of these compounds has been performed only in naturally producing microorganisms, restricting the viability of its application, since some of these organisms are pathogenic and others present very limited production. Thus, the objective of this work is to produce these molecules in Escherichia coli cells, heterologously. To this end, genes involved in the biosynthesis of the selected phenazines were cloned and expressed using BioBricks-based vectors. Starting from the phzABCDEFG gene cluster from Pseudomonas aeruginosa, responsible for the production of phenazine-1-carboxylic acid (PCA), strategies were adopted for production of derived phenazines. For production of phenazine-1,6-dicarboxylic acid (PDC), it was necessary to remove the phzA gene from the mentioned cluster. However, when culture and subsequent mass spectrometry analysis were performed, it was not possible to identify the target molecule. Still on the PDC production, the homologous recombination technique was employed in order to replace the phzABG genes by the esmA1 and esmA2 genes from Streptomyces antibioticus Tü 2706, but no positive colonies were generated. For the production of 1-methoxyphenazine (PMO), the LaphzM gene from Lysobacter antibioticus was used, which, together with the phzS gene from P. aeruginosa, enabled the conversion of PCA into PMO. In this case, after culturing the recombinant strain, it was possible to identify the mass of the target molecule of interest, produced for the first time in a heterologous manner, to the best of our knowledge. In the production of PMO, different E. coli strains, concentrations of the inducer IPTG, and different carbon sources were evaluated, reaching a production of 421mg/L. It was also possible to successfully produce endofenazine A, using the ppzP gene from Streptomyces anulatus, which encodes a prenyltransferase, together with plasmids for the expression of genes from the S. cerevisiae mevalonate pathway, and the cluster for PCA production. The confirmation of the production of these molecules was performed by mass spectrometry and liquid chromatography, and in initial experiments it was possible to reach final concentrations around 200 mg/L of the product of interest.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/*
dc.subjectFenazinaspor
dc.subjectBiotecnologiapor
dc.subjectEngenharia metabólicapor
dc.subjectMetabólitos secundáriospor
dc.subjectPhenazineseng
dc.subjectBiotechnologyeng
dc.subjectMetabolic engineeringeng
dc.subjectSecondary metaboliteseng
dc.titleConstrução de linhagens de Escherichia coli para produção heteróloga de fenazinaspor
dc.title.alternativeConstruction of Escherichia coli strains for heterologous production of phenazineseng
dc.typeDissertaçãopor
dc.contributor.advisor1Silva, Adilson José da
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3447469350644179por
dc.description.resumoAs fenazinas compõem uma classe de metabólitos secundários produzidos por algumas espécies de microrganismos, com grande potencial de aplicação biotecnológica. Porém, a produção desses compostos tem sido realizada apenas nos microrganismos naturalmente produtores, restringindo a viabilidade de sua aplicação, já que alguns destes organismos são patogênicos e outros apresentam produção bastante limitada. Dessa forma, o objetivo deste trabalho é produzir essas moléculas em células de Escherichia coli, de forma heteróloga. Para isso, os genes envolvidos na biossíntese das fenazinas selecionadas foram clonados e expressos utilizando vetores baseados em BioBricks. Partindo do cluster de genes phzABCDEFG de Pseudomonas aeruginosa, responsável pela produção da fenazina-1-ácido carboxílico (PCA), foram adotadas estratégias para produção de fenazinas derivadas. Para produção da fenazina-1,6-ácido dicarboxílico (PDC), se fazia necessária a remoção do gene phzA do cluster mencionado. Entretanto, quando realizado cultivo e posterior análise de espectrometria de massa, não foi possível identificar a molécula alvo. Ainda sobre a produção da PDC, foi empregada a técnica de recombinação homóloga, afim de substituir os genes phzABG pelos genes esmA1 e esmA2 de Streptomyces antibioticus Tü 2706, porém não foram geradas colônias positivas. Já para a produção da 1-metoxifenazina (PMO) foi utilizado o gene LaphzM de Lysobacter antibioticus, que em conjunto com o gene phzS de P. aeruginosa, possibilitou a conversão da PCA em PMO. Neste caso, após a realização do cultivo da linhagem recombinante, foi possível identificar a massa da molécula alvo de interesse, produzida pela primeira vez de forma heteróloga, até onde sabemos. Na produção da PMO foram avaliadas diferentes linhagens de E. coli, concentrações do indutor IPTG, além de diferentes fontes de carbono, atingindo-se uma produção de 421mg/L. Também foi possível produzir com sucesso a endofenazina A, com a utilização do gene ppzP de Streptomyces anulatus, que codifica uma preniltransferase, em conjunto com plasmídeos para expressão de genes da via do mevalonato de S. cerevisiae, além do cluster para produção da PCA. A confirmação da produção dessas moléculas foi realizada por espectrometria de massas e em cromatografia líquida, e em experimentos iniciais foi possível atingir concentrações finais em torno de 200 mg/L do produto de interesse.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICApor
dc.description.sponsorshipId88887.605416/2021-00por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/4355710461402200por
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0001-6768-6850por
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-3362-6208por


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