Bacterias para catálisis ambiental:Ortogonalización de rutas metabólicas

Conceptos

- Ruta metabólica: Sucesión de reacciones químicas que conducen de un sustrato inicial a uno o varios productos finales, a través de una serie de metabolitos intermediarios:

X ... ... → → → Z · Ejemplos de rutas metabólicas:

- Fermentación láctica

X + C XC → (1) - Glucógénesis

Y + XC XYC → (2)

XYC CZ → (3) · XC, XYC, CZ son metabolitos

CZ C + Z → (4)

- Catalizador: Sustancia que participa en algunas reacciones químicas para que éstas puedan llevarse a cabo con más o menos velocidad.

X + C → XC (1)

Y + XC → XYC (2)

XYC → CZ (3)

CZ → C + Z (4)

- La mayoría de los procesos biológicos importantes son catalizados.

- Catálisis ambiental: Purificación del medio ambiente mediante reacciones químicas que utilizan catalizadores. → Remediación

Conceptos

- Ortogonalización: Independencia entre dos sistemas.

Conceptos

¿Por qué utilizar bacterias?

- Algunas contienen plásmidos que codifican las enzimas participantes en rutas metabólicas encargadas de la degradación de ciertas sustancias contaminantes → Biorremediación

Ejemplo: Pseudómona Putida

· Plásmido: pWW0 · Contaminante degradado: Tolueno

Objetivo: Alterar las rutas metabólicas

- Insertando estos plásmidos podríamos lograr que una bacteria degradase la sustancia deseada, pero no es tan sencillo.

- Una nueva ruta metabólica puede interferir en el comportamiento de las demás rutas, dando lugar a resultados inesperados.

- SOLUCIÓN:

Aislar la ruta metabólica → Ortogonalizar

Ortogonalizar rutas metabólicas

- 1. Proteólisis condicional: Degradación de los enzimas objetivo mediante proteasas. Utilizan para ello la transposición de genes.

-2. Anticuerpos de camello: Desactivan los enzimas objetivo.

-3. Cápsida viral: Aislar la ruta metabólica deseada insertándola en su interior, de forma que no interfiera con las demás.

-4. Introducir bacterias dentro de otras bacterias.

Propuestas

- Predecir el comportamiento de un circuito genético formado por muchas partes es complicado ¿Podrían ortogonalizarse al igual →que las rutas metabólicas?

- Estamos hablando de circuitos genéticos separados por compartimentos ¿Se podrían modelizar con P-systems?→

- ¿Sería útil teniendo en cuenta que mediante quorum sensing ya podemos comunicar una colonia de bacterias formadas por cepas diferentes, y que cada una de las cepas contiene un circuito sencillo?