Científicos de Birmingham han revelado un nuevo método para aumentar la eficiencia en biocatálisis, en un artículo publicado hoy en Perspectivas materiales.
La biocatálisis utiliza enzimas, células o microbios para catalizar reacciones químicas y se utiliza en lugares como las industrias química y alimentaria para hacer que los productos sean inaccesibles para la síntesis química. Puede producir productos farmacéuticos, productos químicos finos o ingredientes alimentarios a escala industrial.
Sin embargo, un desafío importante con la bioestimulación es que los microbios más utilizados, como los probióticos y las cepas no patógenas de Escherichia colino son necesariamente buenos en la formación de biopelículas, el crecimiento mejorado de los ecosistemas que forman un microambiente protector alrededor de las comunidades microbianas y aumentan su resiliencia y, por lo tanto, mejoran la productividad.
Este problema generalmente se resuelve mediante ingeniería genética, pero los investigadores Dr. Tim Overton de la Facultad de Ingeniería Química de la universidad y el Dr. Francisco Fernández Trillo de la Facultad de Química*, ambos miembros del Instituto de Microbiología e Infecciones, se propusieron crear una forma alternativa de eludir este proceso costoso y consumidor.
Los investigadores identificaron y examinaron una biblioteca de polímeros sintéticos por su capacidad para inducir la formación de biopelículas en bacteria coliuna bacteria que es uno de los microorganismos más ampliamente estudiados, y es comúnmente utilizada en bioestimulación.
Utilice este control de tensión bacteria coli (MC4100) que se usa ampliamente en ciencias básicas para estudiar genes y proteínas y se sabe que es débil en la formación de biopelículas, y compararlo con otros bacteria coli La cepa PHL644, es una cepa isogénica obtenida a través de la evolución y es un buen precedente para el biofilm.
Este examen reveló la química más adecuada para estimular la formación de biopelículas. Los polímeros hidrófobos superaron a los polímeros moderadamente catiónicos, y los derivados aromáticos y heterocíclicos se comportaron significativamente mejor que los polímeros alifáticos equivalentes.
Luego, los investigadores monitorearon la biomasa y la actividad biocatalítica de ambas cepas incubadas para detectar la presencia de estos polímeros, y descubrieron que MC4100 coincide e incluso supera a PHL644.
Otros estudios han examinado cómo los polímeros catalizan estos profundos aumentos de actividad. La investigación aquí indicó que los polímeros precipitan en solución, actúan como coagulantes y catalizan un proceso natural llamado floculación que estimula a las bacterias a formar biopelículas.
El Dr. Fernández Trillo dijo: «Exploramos un área química amplia e identificamos los productos químicos y polímeros de mejor rendimiento que aumentan la actividad biocatalítica de bacteria coliEs un trabajador de biotecnología. Esto ha dado como resultado una pequeña biblioteca de polímeros sintéticos que aumentan la formación de biopelículas cuando se usan como aditivos simples para el cultivo microbiano. Hasta donde sabemos, actualmente no existen métodos que proporcionen esta simplicidad y versatilidad al promover biopelículas de bacterias beneficiosas. «
«Estos polímeros sintéticos pueden eludir la necesidad de introducir rasgos de formación de biopelículas a través de la edición de genes, lo cual es costoso, lleva mucho tiempo, es irreversible y requiere que alguien con conocimientos de microbiología lo implemente. Creemos que este enfoque tiene un impacto más allá de las biopelículas para la biocatálisis. A una estrategia similar es identificar polímeros candidatos para otros microorganismos como probióticos o levaduras, y desarrollar nuevas aplicaciones en ciencia de los alimentos, agricultura, bioprocesamiento o salud.
La Universidad de Birmingham Enterprise ha presentado una solicitud de patente para el método y los aditivos de polímeros, y ahora está buscando socios comerciales para la concesión de licencias.
* El Dr. Fernández Trillo se encuentra ahora en la Universidad de Coruña, España.
Fuente de la historia:
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