Producción sostenible de un aminoácido de importancia industrial mediante fermentación
Los científicos utilizan la biología sintética para la producción ecológica de la D-fenilglicina
Un equipo dirigido por la profesora Yvonne Mast del Instituto Leibniz DSMZ-Colección Alemana de Microorganismos y Cultivos Celulares GmbH en Braunschweig ha logrado establecer una vía fermentativa para la producción de D-fenilglicina, un importante elemento constitutivo de los productos de la industria farmacéutica. Los investigadores han publicado ahora sus resultados en la revista de renombre internacional Applied Microbiology and Biotechnology. La vía de síntesis recientemente establecida abre la posibilidad de producir importantes elementos básicos para antibióticos, edulcorantes o desodorantes de una forma respetuosa con el medio ambiente y que ahorre recursos.
Estructura y posibles aplicaciones de la fenilglicina
DSMZ/Mast
Fenilglicina - elemento esencial para la industria de la química fina
La fenilglicina es un aminoácido raro y no proteínico y sólo se produce como componente de sustancias microbianas naturales como ciertos antibióticos. En la naturaleza, el aminoácido se produce como L-fenilglicina (L-Phg), pero la D-fenilglicina estereoisomérica (D-Phg) es mucho más interesante para el uso industrial. Como la D-Phg no se encuentra en la naturaleza, tiene que ser producida por síntesis química. La D-Phg se utiliza como elemento básico para la producción de numerosos antibióticos ß-lactámicos semisintéticos como la ampicilina. En la actualidad, se producen más de 5.000 toneladas de D-Phg anualmente en todo el mundo por medios convencionales. Las materias primas petroquímicas se utilizan como materiales de partida y para su producción se emplean diversos productos químicos y disolventes.
Producción fermentativa de D-fenilglicina
En la producción fermentativa, las sustancias son producidas por microorganismos. Las ventajas de la fermentación son múltiples: las materias primas son en su mayoría sustancias renovables como la glucosa y los productos finales tienen una alta pureza enantiomérica (óptica). Para sus experimentos, la profesora Mast y su equipo utilizaron Streptomyces pristinaespiralis, una bacteria perteneciente al grupo de los actinomicetos. Esta bacteria produce naturalmente el aminoácido L-Phg como parte del antibiótico pristinamicina. Utilizando un enfoque de biología sintética, el grupo de investigación logró modificar la vía biosintética natural de la L-Phg de S. pristinaespiralis de tal manera que se produce la D-Phg deseada. La vía biosintética artificial puede utilizarse ahora también para la producción en otras cepas de huéspedes. "Aunque las tasas de producción siguen siendo bajas", resume Yvonne Mast, "todavía no hemos explotado plenamente las posibilidades de la ingeniería genética y actualmente estamos explorando formas de aumentar la tasa de producción". Esta es la única manera de hacer que la producción sostenible de bloques de construcción tan versátiles como la D-fenilglicina sea realmente interesante para la industria".
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