Catabolismo de los polihidroxialcanoatos en la bacteria depredadora bdellovibrio bacteriovorusaplicaciones biotecnológicas y diseño de nuevos sistemas para la extracción de bioplástico en cultivos bacterianos

Resumen

En esta Tesis Doctoral se ha analizado el catabolismo de los polihidroxialcanoatos (PHAs) en la bacteria depredadora Bdellovibrio bacteriovorus HD100, así como sus aplicaciones biotecnológicas en la producción industrial de bioplásticos y de los inte rmediarios enantioméricamente puros que los conforman. Se ha clonado, purificado y caracterizado bioquímicamente una nueva despolimerasa de mcl-PHA identificada en el genoma de B. bacteriovorus HD100 (PhaZBd). Se ha demostrado que PhaZBd es una desp olimerasa específica de mcl-PHA que presenta una estructura típica de ?/? hidrolasas, siendo el principal producto de la reacción el dímero de 3-hidroxioctanoato, aunque también libera monómeros y trímeros. Este resultado indica el potencial uso indu strial de PhaZBd para la obtención de hidroxiácidos enantiopuros a partir de PHA. A continuación, se ha demostrado la capacidad de Bdellovibrio para predar sobre bacterias acumuladoras de PHA como Pseudomonas putida, y la funcionalidad in vivo de la proteína PhaZBd a lo largo del ciclo de vida del depredador. Asimismo, se ha investigado el impacto de la presencia de PHA en el desarrollo y crecimiento de Bdellovibrio, así como las principales implicaciones que el catabolismo del polímero tiene so bre la eficacia biológica de la bacteria depredadora. Los resultados obtenidos en estudios de depredación comparada de Bdellovibrio sobre cepas de P. putida mutantes en los genes pha, utilizando como referencia la estirpe silvestre P. putida KT2442, indicaron que la presencia de gránulos de PHA en la presa mejora la eficacia biológica de Bdellovibrio en términos de velocidad natatoria y eficiencia de la depredación de nuevas presas. Además, el conocimiento derivado de este trabajo ha permitido el desarrollo de novedosos sistemas de procesado de la biomasa bacteriana para el uso de esta bacteria depredadora como herramienta biotecnológica en la producción industrial de PHAs y derivados enantiopuros. De manera complementaria, se ha desarrol lado una cepa recombinante derivada de P. putida KT2440 portadora de un sistema de autolisis celular insertado en cromosoma que permite la extracción del PHA de forma controlada mediante la adición de un inductor de la lisis celular. Estos sistemas p ermiten la recuperación del PHA de forma competitiva y ecológica, lo que relativiza el coste de producción en relEsta Tesis Doctoral se presenta bajo el formato de publicaciones, incluyendo los siguientes trabajos: ¿ V. Martínez, F. de la Peña, J. G