Expresión de enzimas microbianas degradadoras de la pared celular en las semillas del maíz como fuente potencial para la producción de etanol celulósico

Identificador:  TFG:1641

Handle: https://hdl.handle.net/20.500.11797/TFG1641

Autores:  Àvila Cabré, Sílvia

Resumen:
Las enzimas degradadoras de la pared celular (CWD) son esenciales en las biorefinerías para la producción de etanol celulósico. No obstante, su producción mediante bioreactores de microorganismos puede resultar muy cara. Por este motivo, se plantea utilizar las plantas como sistemas de producción alternativos. El maíz es un cultivo comercialmente muy extendido y puede producir grandes cantidades de proteínas heterólogas con unos costos de producción muy bajos, lo que lo hace perfecto para esta aplicación. La biomasa lignocelulósica requiere pretratamientos termoquímicos muy agresivos previos a la hidrolización enzimática para obtener azúcares fermentables. Es importante que las enzimas que se expresen en esta sean termoestables y presenten propiedades de temperatura y pH óptimos similares a los que se aplican en los pretratamientos, con el objetivo de mantener su actividad enzimática. Las semillas se consideran una de las mejores localizaciones de la planta para la expresión y acumulación de grandes cantidades de enzimas sin que su fenotipo se vea prácticamente alterado, y pueden utilizarse directamente en la producción del bioetanol como biomasa contenedora de enzimas. Este trabajo resume los esfuerzos realizados durante los últimos doce años en la producción de enzimas CWD en las semillas de maíz transgénico para la deconstrucción de la biomasa lignocelulósica. Se han descrito un conjunto de estrategias para incrementar la producción de enzimas y reducir los impactos negativos de su acumulación en el crecimiento y desarrollo de la planta. Entre otros, se incluyen el targeting de las enzimas heterólogas en compartimentos subcelulares específicos, el uso de promotores específicos de tejido o inducibles, la modificación de las enzimas con inteínas para anular su actividad enzimática durante el periodo de desarrollo de la planta, la adición de múltiples copias de unidades transcripcionales idénticas en las construcciones génicas, las autopolinizaciones o los cruces con líneas de alto contenido en triacilgliceroles.