Mejoramiento de penicilina V por amplificacion de genes

Aumento en la producción de penicilina en cepas de producción de Penicillium chrysogenum a través de la sobreexpresión balanceada de Isopenicilina N Aciltransferasa.
Desde el descubrimiento de lapenicilina por Alexander Fleming, se ha intentado mejorar las cepas para una producción más exitosa de la penicilina. Uno de los fenómenos más importantes en las cepas de Penicillium chrysogenum es laamplificación de los conglomerados de genes en tandem de biosíntesis de penicilina. Otros cambios son las modificaciones en la regulación de los genes implicados en la activación de la cadena lateraldel ácido aminoadípico, así como la síntesis de valina y cisteína. El conglomerado de genes implicado en la biosíntesis de penicilina de Penicillium chrysogenum consta de tres genes, pcbAB, pcbC ypenDE.

Fig 1.1. Genes implicados en la biosíntesis de penicilina.
La síntesis de penicilina se lleva a cabo de la siguiente manera: primero se comienza con la condensación de tres aminoácidos (ácido1-α-aminoadípico, L-cisteina y L-valina) en el tripéptido δ-(1-α-aminoadipyl)-L-cysteinil-D-valina (LLD-ACV), y este proceso es llevado a cabo a través de la δ-(1-α-aminoadipyl)-L-cysteinil-D-valinasintetasa (ACVS) la cual es codificada por pcbAB; posteriormente, la isopenicilina N sintetasa se encarga de formar el anillo β lactámico; dicha enzima está codificada por el gen pcbC.
Después de quela isopenicilinaN entra al microorganismo, el ácido 1-α-aminoadípico es reemplazado por un grupo fenil o fenoxiacetil, generando penicilina G o V respectivamente; y esta conversión se lleva a cabopor una acil coenzima A, llamada isopenicilina N aciltransferasa (IAT), la cual es codificada por penDE.
IAT es capaz de sustituir el ácido 1-α-aminoadípico con ácido fenilacético o fenoxiacético,únicamente cuando estos precursores son activados por los tioesteres de su coenzima A. Uno de las principales enzimas capaz de llevar a cabo esta reacción es la ligasa CoA (PCL). Esta enzima se codifica...