Análise do impacto de diferentes limitações nutricionais na geração de PHB pela Cupriavidus necator através de FBA. - Hasegawa, Érica Mayumi (2025)
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.