Estratégias de adaptação evolutiva para Clostridium spp. visando a produção de biomoléculas de interesse industrial.

Abstract

Nos últimos anos, fermentações utilizando cepas de Clostridium tem atraído o interesse de diversos setores industriais. Bactérias desse gênero têm sido amplamente estudadas na produção combustíveis, como o butanol, por meio de fermentação ABE (acetona-butanol-etanol). Por outro lado, algumas espécies de Clostridium também podem produzir ácidos graxos voláteis (AGVs), com alto rendimento e produtividade, por meio da fermentação acidogênica de pentoses e hexoses. Apesar dessas bactérias serem capazes de metabolizar naturalmente os principais açúcares C5 e C6 liberados após a sacarificação da biomassa lignocelulósica, estudos sugerem que a glicose (C6) é seletivamente metabolizada por Clostridium spp., indicando que a xilose (C5) seja uma fonte secundária de carbono regulada pela repressão catabólica do carbono. Diante do conceito de biorrefinaria aplicado ao aproveitamento dos resíduos lignocelulósicos, é essencial que tanto a fração de celulose (fonte de C6), quanto de hemicelulose (fonte de C5), da biomassa sejam utilizadas. Nesse sentido, estratégias como a adaptação evolutiva de Clostridium spp. podem ser desenvolvidas para reduzir a influência da repressão catabólica pela glicose e impulsionar o consumo de xilose. Portanto, a proposta deste projeto é promover a adaptação evolutiva da cepa C. tyrobutyricum para metabolizar xilose eficientemente, contribuindo para aumentar a produtividade global de ácido butírico. Para tal, a cepa será cultivada em meio mineral sintético composto inicialmente por glicose e xilose em proporções iguais, sendo repicada consecutivamente em novos meios sintéticos contendo concentrações decrescentes de glicose e crescentes de xilose. Por fim, espera-se obter uma cepa adaptada para o consumo eficiente de xilose, com potencial uso para obter o máximo aproveitamento da fração hemicelulósica de biomassa.