Simulação da produção de ácido succínico por E. coli geneticamente modificada utilizando a metodologia de análise dFBA
| dc.contributor.advisor1 | Furlan, Felipe Fernando | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4136352953168873 | |
| dc.contributor.author | Duarte, Gabriel Parreiras | |
| dc.date.accessioned | 2025-04-09T17:29:03Z | |
| dc.date.issued | 2025-02-18 | |
| dc.description.abstract | Succinic acid is a compound that stands out in the chemical industry due to its simplified structure, which allows its use in various sectors. Currently, it is obtained using fossil-based raw materials as the foundation of production. However, with the ongoing pursuit of reducing fossil resource consumption, biological routes have been increasingly studied, aiming for a more renewable and sustainable industry. This project aims to analyze, through simulations and using the methodology known as dynamic flux balance analysis (dFBA), the production of succinic acid using genetically modified Escherichia coli (E. coli) with glycerol as the substrate. This analysis was conducted using experimental data as a reference, with the Nelder-Mead algorithm as the primary optimization model. The objective function was the optimization of cell growth during the aerobic phase of the process and the production of succinic acid during the anaerobic phase. Alongside dFBA analysis, the flux balance analysis (FBA) methodology was also employed to assess the behavior of E. coli in different culture media. The results obtained deviated from those recorded experimentally in the reference study, exhibiting higher cell growth and lower succinic acid production, with shorter production times in both cases. This discrepancy between the simulated and experimental values indicates that dFBA analysis was not effective in accurately simulating laboratory processes. Therefore, further studies are necessary to determine the origin of these differences and to understand what adjustments could be made to improve the accuracy and reliability of the results. | eng |
| dc.description.resumo | O ácido succínico é um composto que se destaca na indústria química pela sua estrutura simplificada que permite ser utilizado em diversos setores. Atualmente é obtido utilizando matéria fóssil como base da produção, mas, com a constante busca pela redução do consumo desta matéria prima, rotas biológicas começaram a ser estudadas cada vez mais, buscando assim, uma indústria mais renovável e sustentável. O presente projeto possui como objetivo analisar, através de simulações e utilizando a metodologia conhecida como dynamic flux balance analysis (dFBA), a produção de ácido succínico utilizando a bactéria E.coli geneticamente modificada e tendo como substrato o glicerol. Essa análise foi realizada utilizando dados experimentais como referência e, tendo como principal modelo de otimização o algoritmo de Nelder-Mead. A função objetivo foi a otimização do crescimento celular durante a etapa aeróbia do processo e a produção de ácido succínico durante a fase anaeróbia. Juntamente com a análise dFBA, foi utilizado também a metodologia flux balance analysis (FBA) a fim de verificar o comportamento da E.coli em diferentes meios de cultivo. Os resultados obtidos foram destoantes dos registados experimentalmente pelo artigo utilizado como base, apresentando um maior crescimento celular e uma menor produção de ácido succínico, em tempos de produção inferiores em ambos os casos. Com essa discrepância entre os valores simulados e os valores experimentais, nota-se que a análise dFBA não se mostrou eficiente na simulação dos processos laboratoriais, sendo necessário um estudo mais aprofundado a fim de verificar a origem destes valores e entender o que poderia ser feito para que os resultados sejam mais precisos e condizentes com a realidade. | por |
| dc.identifier.citation | DUARTE, Gabriel Parreiras. Simulação da produção de ácido succínico por E. coli geneticamente modificada utilizando a metodologia de análise dFBA. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21850. | por |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14289/21850 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | |
| dc.publisher.address | Campus São Carlos | |
| dc.publisher.course | Engenharia Química - EQ | |
| dc.publisher.initials | UFSCar | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | |
| dc.subject | Ácido succínico | por |
| dc.subject | Simulação | por |
| dc.subject | dFBA | por |
| dc.subject | E. coli | por |
| dc.subject | Glicerol | por |
| dc.subject | Nelder-mead | eng |
| dc.subject | Succinic acid | eng |
| dc.subject | Simulation | eng |
| dc.subject | Glycerol | eng |
| dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA | |
| dc.title | Simulação da produção de ácido succínico por E. coli geneticamente modificada utilizando a metodologia de análise dFBA | por |
| dc.title.alternative | Simulation of succinic acid production by genetically modified E. coli using the dFBA analysis methodology | eng |
| dc.type | TCC |
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