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ANTECEDENTES Y OBJETIVOS

USO DE LAS PROTEÍNAS Y SU PROCESO PRODUCTIVO

Las proteínas con propiedades especiales tanto terapéuticas como catalíticas, se encuentran entre los productos más atractivos de la industria biotecnológica actual, especialmente, por su alto valor de mercado. Entre sus principales usos se encuentran las aplicaciones terapéuticas (factores de crecimiento, hormonas,vacunas), uso como catalizadores, enzimas industriales “mejoradas genéticamente” (nuevos detergentes, suavizantes de telas, blanqueo de celulosa y papel, procesamiento de vinos y jugos), proteínas para uso analítico y de diagnóstico (anticuerpos monoclonales), etc. (Heinrikson and Tomasselli 1991; Novo Nordisk, 1995; Sofer and Hagel, 1998)

En la actualidad se ha modificado la forma de producción deproteínas desde los procesos tradicionales a procesos que utilizan microorganismos recombinantes. Esta última metodología ha permitido simplificar el proceso, dado que se trabaja con microorganismos cuya fisiología, biología y genética se conocen, por lo cual se cuenta con abundante información sobre metodologías de transferencia de material genético, condiciones óptimas de crecimiento, etc. Juntoa esto, los procesos de fermentación y permisos de producción se encuentran estandarizados. Adicionalmente los sistemas de producción que usan microorganismos recombinantes permiten alcanzar altos niveles de expresión. Por todo esto, las etapas limitantes ya no son las etapas de selección de la cepa, ni la fermentación, sino las etapas de recuperación y purificación de proteínas (Downstreamprocessing, DSP). En consecuencia en la actualidad gran parte de los esfuerzos de investigación están orientados a la optimización del DSP (Sofer and Hagel, 1998) y a la integración de éste con los procesos de fermentación (Dyr and Suttnar, 1997)

Por otra parte la industria biotecnológica presenta la “desventaja” de tener que someter a validación todas las etapas involucradas en su procesoproductivo, razón por la cual es necesaria la optimización del proceso desde su primera concepción. Generalmente las etapas de purificación se seleccionan por prueba y error, de tal manera que la optimización de dicha selección sería un gran avance en el proceso global de producción de proteínas.
1.1.-DESCRIPCIÓN DE LOS PROCESOS DE RECUPERACIÓN Y PURIFICACIÓN DE
PROTEÍNAS

El proceso de recuperación ypurificación (DSP) se inicia con el caldo de cultivo que proviene del fermentador. Las principales etapas que componen el DSP se muestran en la figura 1.1. Dependiendo si el caldo de cultivo contiene o no células, se llevará a cabo una etapa de separación de células. Posteriormente, si la proteína de interés se encuentra en el interior de la célula, éstas deberán ser rotas o permeabilizadas. Luegose lleva a cabo la separación de los desechos celulares, seguida de una etapa de concentración. Una vez concentrado el extracto se pasa a las etapas de purificación de alta resolución, finalizando el proceso con etapas de acondicionamiento. El objetivo final es obtener la proteína requerida con el nivel de pureza necesaria y minimizando los recursos utilizados (Asenjo, 1990).
1.2. RECUPERACIÓN YPURIFICACIÓN DE PROTEÍNAS

A continuación se presenta una breve descripción de las etapas que conforman el proceso de recuperación de bioproductos.

Separación de Células
El caldo que se produce en el fermentador puede o no contener células. Esto dependerá del modo de fermentación que se haya utilizado. Si se trata de una fermentación tradicional, el caldo contendrá células. En fermentacionescon células inmovilizadas o con sistemas de recirculación de células, el caldo sólo contendrá un bajo porcentaje de ellas. En caso que el caldo de cultivo contenga células, éste debe pasar a una etapa de separación de células. En esta etapa interesa separar el máximo de células, de tal manera de recuperar el máximo de proteína, si ésta es intracelular, o minimizar los contaminantes, si la...