33. BIOTECNOLOGIA
Obtención de microorganismos superproductores
• La superproducción de metabolitos primarios es infrecuente, porque son procesos que
consumen mucha energía y harían a los microorganismos menos competitivos en los ambientes
naturales
• Se pueden introducir modificaciones genéticas para inducir la superproducción de metabolitos
• Alteración de la regulación por retroalimentación
Regulación por retroalimentación: control que utilizan los microorganismos para evitar la
superproducción de aminoácidos y nucleótidos.
Estrategias para eliminar este control:
– Alterar la acumulación de productos finales:
• Evitándola
• Acumulando productos finales
– Obtener mutantes resistentes a la regulación por retroalimentación
• Alteración de la permeabilidad
• Alterar la acumulación de productos finales
-Evitándola: en una ruta metabólica sencilla la limitación de la capacidad de la célula para
acumular intracelularmente productos finales inhibidores, se utiliza generalmente para la
superproducción de algún intermediario de esta ruta metabólica:
Para obtener una superproducción del producto C donde el producto final E por
retroalimentación reprime a los enzimas a y b, se obtiene un mutante al que le falte c. Si se
añaden bajos niveles de E, los necesarios para que el microorganismo crezca, no podrá
acumular concentraciones de E que inhiban o repriman a los enzimas a y b con lo que será
posible obtener una gran acumulación de C. Ejemplo: mutante de Corynebacterium glutamicum
auxótrofo para Arginina que produce 26 g/l de L-Ornitina
-Acumulando productos finales: (en rutas ramificadas): ejemplo, biosíntesis de lisina,
metionina y treonina a partir de aspartato en Corynebacteriuin glutamicum
Eliminando la homoserina deshidrogenasa (4), se obtiene un mutante auxótrofo para metionina
y treonina. La aspartato quinasa (1) no seria regulada negativamente porque el exceso de
lisina no inhibe a la enzima en ausencia de treonina. Mientras que los niveles de treonina que
se añadan sean bajos, pero suficientes para el crecimiento del microorganismo, no se
producirá una inhibición por retroalimentación de la enzima (1). Estos mutantes pueden
producir 50 g/l de L-lisina
• Obtención de mutantes resistentes a la regulación por retroalimentación
Otra forma de eliminar la regulación por retroalimentación para obtener superproducción de
metabolitos primarios sería alterar la estructura del enzima sujeto a inhibición o modificando los
genes para que el sistema no sea reprimible
