Expresión heteoróloga de la lipasa lipa de bacillus subtilis (bsla)(pdb: 2qxu) en escherichia coli: uso de una variante soluble para la transesterificación enzimática del aceite de palma africana con metanol (biodiesel)

El biodiésel es un combustible funcional que podría remplazar parcial o totalmente al petrodiésel. Usualmente, es sintetizado mediante transesterificación básica. Se obtiene de fuentes renovables como el aceite de palma y puede utilizarse en motores diesel convencionales. Sin embargo, la catálisis b...

Full description

Autores:: Luque Diaz, Andres Arturo

Tipo de recurso:: http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce

Fecha de publicación:: 2018

Institución:: Universidad Industrial de Santander

Repositorio:: Repositorio UIS

Idioma:: spa

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description	El biodiésel es un combustible funcional que podría remplazar parcial o totalmente al petrodiésel. Usualmente, es sintetizado mediante transesterificación básica. Se obtiene de fuentes renovables como el aceite de palma y puede utilizarse en motores diesel convencionales. Sin embargo, la catálisis básica genera productos no deseados que elevan los costos de operación. Una alternativa para la producción de biodiésel es el uso de catalizadores biológicos como las lipasas. En nuestro laboratorio logramos demostrar que la lipasa A de Bacillus subtilis (BSLA) tiene potencial en la producción enzimática de biodiésel. No obstante, esta enzima se expresa de forma insoluble en E. coli formando cuerpos de inclusión, lo que obliga a reconstituir la enzima y elevar los costos de producción. Este trabajo de investigación se propuso desarrollar versiones solubles de BSLA, concebidas mediante diseño racional. Inicialmente, se llevaron a cabo análisis de acoplamiento y dinámica molecular que demostraron la viabilidad in silico de dos versiones solubles, bajo condiciones de reacción específicas. Posteriormente, ambas lipasas fueron clonadas en el vector pET-22b, se sobreexpresaron en E. coli y se comprobó la actividad hidrolasa de extractos crudos frente al p-NPB. Los mutantes presentaron máxima actividad a 40 °C y pH 9. Finalmente, se evaluó la producción de biodiésel. Los rendimientos fueron bajos (1-3%), lo cual puede atribuirse a la baja carga enzimática (1 U) y a las condiciones de reacción.
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Una alternativa para la producción de biodiésel es el uso de catalizadores biológicos como las lipasas. En nuestro laboratorio logramos demostrar que la lipasa A de Bacillus subtilis (BSLA) tiene potencial en la producción enzimática de biodiésel. No obstante, esta enzima se expresa de forma insoluble en E. coli formando cuerpos de inclusión, lo que obliga a reconstituir la enzima y elevar los costos de producción. Este trabajo de investigación se propuso desarrollar versiones solubles de BSLA, concebidas mediante diseño racional. Inicialmente, se llevaron a cabo análisis de acoplamiento y dinámica molecular que demostraron la viabilidad in silico de dos versiones solubles, bajo condiciones de reacción específicas. Posteriormente, ambas lipasas fueron clonadas en el vector pET-22b, se sobreexpresaron en E. coli y se comprobó la actividad hidrolasa de extractos crudos frente al p-NPB. Los mutantes presentaron máxima actividad a 40 °C y pH 9. Finalmente, se evaluó la producción de biodiésel. Los rendimientos fueron bajos (1-3%), lo cual puede atribuirse a la baja carga enzimática (1 U) y a las condiciones de reacción.PregradoBiólogoBiodiesel is a functional fuel that could partially or entirely replace petrodiesel. It is obtained from renewable sources such as palm oil and can be used in conventional diesel engines. Typically, it is synthesized by basic transesterification. However, basic catalysis generates unwanted products that raise operating costs. An alternative for producing biodiesel is to use biological catalysts such as lipases. In our laboratory we were able to demonstrate that Bacillus subtilis lipase A (BSLA) has potential in the enzymatic production of biodiesel. However, this enzyme forms insoluble inclusion bodies when expressed in E. coli, which forces to reconstitute the enzyme and raises production costs. This research work aimed to develop soluble versions of BSLA, conceived by rational design. Firstly, docking and molecular dynamics analyzes were carried out to demonstrate the viability in silico of two soluble versions, under specific reaction conditions. Subsequently, they were were cloned into the pET-22b and overexpressed in E. coli and the hydrolase activity of crude extracts was monitored against p-Nitrophenyl butyrate. Both mutants showed maximum activity at 40 °C and pH 9. Finally, biodiesel production was evaluated. Yields were low (1-3%), which can be attributed to the low enzymatic load (1 U) and to the reaction conditions.application/pdfspaUniversidad Industrial de SantanderFacultad de CienciasBiologíaEscuela de BiologíaLipaBacillus SubtilisSolubilidadDiseño Racional De ProteínasAcoplamiento MolecularDinámica MolecularTransesterificaciónAceite De PalmaBiodiésel (Fame)1H-Rmn.LipaBacillus SubtilisSolubilityRational Protein DesignMolecular DockingMolecular DynamicsTransesterificationPalm OilBiodiesel (Fame)1H-Rmn.Expresión heteoróloga de la lipasa lipa de bacillus subtilis (bsla)(pdb: 2qxu) en escherichia coli: uso de una variante soluble para la transesterificación enzimática del aceite de palma africana con metanol (biodiesel)Heterologous expression of bacillus subtilis lipase lipa (bsla) (pdb: 2qxu) in escherichia coli: use of a soluble variant for enzymatic transesterification of african palm oil with methanol (biodiesel)*Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcceORIGINALCarta de autorización.pdfapplication/pdf484975https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/4102c1ba-a489-451a-a961-be662109042f/downloade96d6dd8060e4cd49e0084d76bf5bfc7MD51Documento.pdfapplication/pdf2350356https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/03ba601f-22fd-4eed-b6ef-6f7e8f299c46/downloadb4e46cf14b61c9baf2797a31636c53ccMD52Nota de proyecto.pdfapplication/pdf91822https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/9301d1ee-7dfb-4f0f-a2a6-81d5aeddcffa/download847cb88e6fc0a2677a406fe875c971e1MD5320.500.14071/37887oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/378872024-03-03 18:57:38.312http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/open.accesshttps://noesis.uis.edu.coDSpace at UISnoesis@uis.edu.co

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