AbstractsBiology & Animal Science

Aquest treball està centrat en l’estudi de la producció de proteïnes recombinants en cultius semi-­‐continus d’alta densitat cel·∙lular utilitzant E.coli. Particularment, l’objectiu és el desenvolupament d’un model que sigui capaç de predir l’evolució amb el temps de la producció de l’Aldolasa Ramnulosa-­‐1-­‐Fosfat (RhuA). Primer, s’ha dut a terme un estudi a nivell qualitatiu i quantitatiu de les variables que juguen un paper fonamental en la producció de proteïna. Aquest estudi ha permès l’avaluació de l’impacte en la producció de proteïna (tant en unitats de massa com activitat) de les principals variables experimentals (la concentració d’inductor i biomassa en el moment d’inducció i la velocitat específica de creixement). La Metodologia de Superfície de Resposta (MSR) permet la determinació de les condicions òptimes de cultiu per tal de maximitzar la producció, a la vegada que permet la determinació de les condicions de treball més adequades. Segon, s’ha desenvolupat, calibrat i validat un model de transport d’IPTG des del medi de cultiu a l’interior cel·∙lular. Aquest model aportarà un estudi més profund del sistema d’inducció. Està dividit en dues etapes: a) amb la utilització d’una soca deficient en lactosa permeases (les proteïnes responsables del transport específic de lactosa -­‐i IPTG) s’han pogut determinar els mecanismes de transport no específics; b) la contribució al transport de les proteïnes específiques s’ha afegit als mecanismes no específics. S’ha demostrat que el model és capaç de predir, no només l’evolució de la concentració d’inductor per a la soca model, sinó que ho és també per a tres soques diferents. Tercer, s’ha presentat un model acoblat (partint de tres diferents models: creixement cel·∙lular, transport d’IPTG i producció de proteïna). El model de producció de proteïna usa com a variables d’entrada les evolucions temporals de les variables dels altres dos models. La velocitat de producció de proteïna es pot relacionar amb la quantitat d’inductor unit al repressor. L’equilibri d’unió depèn de la concentració intracel·∙lular d’inductor, que és calculada mitjançant el model de transport d’IPTG. Per altra banda, el model de creixement cel·∙lular és capaç de predir l’evolució amb el temps de la concentració de biomassa i de volum total en el bioreactor, des del principi de l’etapa discontinua. Per últim, el model de producció de proteïna, juntament amb el de transport d’inductor, es pot estendre a la producció d’altres proteïnes recombinants (Fructosa-­‐6-­‐ Fosfat Aldolasa i ω-­‐Transaminasa, usant diferents sistemes d’expressió. Per a fer-­‐ho, és necessari identificar els paràmetres que son dependents del sistema d’expressió i estimar-­‐ne els valors. S’ha comprovat que el model és capaç de predir, acceptablement, l’evolució amb el temps de la producció de les noves proteïnes. En resum, aquest treball aporta un nou model que contribueix a la predicció de la producció de proteïnes recombinants usant diferents sistemes d’expressió en E.coli.; The present work is focused on the study of…