Análise do impacto de diferentes limitações nutricionais na geração de PHB pela Cupriavidus necator através de FBA.

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Hasegawa, Érica Mayumi
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertacoes da USP; Universidade de São Paulo; Escola Politécnica
• Palavras-chave em Português: Bioprocessos; Produção de PHB; Python; Bioprocess; PHB production
• Link de acesso: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-17042026-065435/

Experimentos realizados em laboratório do Instituto de Ciências Biomédicas (ICB) forneceram dados do cultivo em biorreator de batelada alimentada da linhagem LFM026 de Cupriavidus necator em condição padrão e com duas diferentes limitações de ferro. Estes dados foram utilizados para análise através de Flux Balance Analysis (FBA) ou em tradução literal, análise de balanço de fluxos e Flux Variability Analysis (FVA) ou em tradução literal, análise de variabilidade de fluxos. A fonte de carbono utilizada nos experimentos foi a glicose e a fonte de ferro utilizado foi o citrato férrico, e por isso, o modelo metabólico empregado neste estudo foi adaptado, de forma a reproduzir as condições experimentais. Na simulação do experimento de referência, feito com concentração inicial de 60 mg/L de citrato férrico e, portanto, sem limitação nutricional, as velocidades específicas obtidas experimentalmente foram inseridas como limitações para FBA, e, apesar de uma aproximação maior do fluxo de produto obtida para a fase de crescimento celular, a fase de acúmulo de PHB precisou de um fator ótimo menor quando estes mesmos dados foram utilizados para FVA, 77% para a fase de crescimento celular, frente a 86% para a fase de acúmulo de PHB. Para o experimento com limitação de ferro, onde uma concentração inicial de 1,25 mg/L foi disponibilizada no meio de cultivo, a mesma tendência observada para o experimento de referência se repetiu. O fator ótimo definido foi maior para a fase de crescimento celular, 45% frente a 52% da fase de acúmulo de PHB. E para o experimento com ausência de ferro, houve inversão desta tendência, onde a primeira fase de crescimento celular precisou que o fator ótimo fosse definido em 67%, a segunda fase de crescimento celular precisou que o fator ótimo fosse definido em 43%, e a fase de acúmulo de PHB precisou que o fator ótimo fosse definido em 15%. A utilização de técnica de alisamento de dados também foi empregada, com ganhos em aproximação para alguns casos, como a melhora no balanço de carbono com os fluxos da fase de acúmulo de PHB do experimento com ausência de ferro, e melhora em 10% no fator ótimo definido para FVA, para os dados da fase de crescimento celular do experimento com limitação de ferro. Nos resultados de FBA, a relação NADH/NADPH obtida em cada fase de cultivo dos três experimentos foi analisada, e observou-se que, nos experimentos onde houve limitação de ferro, esta relação sofre uma diminuição na fase de acúmulo de PHB, frente à relação apresentada para a fase de crescimento celular, ao contrário do observado no experimento de referência, onde esta relação permanece praticamente constante em ambas as fases de cultivo.