Microorganismos productores de etanol: saccharomyces cerevisiae y zimomonas mobilis

Elaborado por Stephanie Avalos

Microorganismos productores de etanol: Saccharomyces cerevisiae y Zimomonas mobilis

En la actualidad, las propiedades del etanol se utilizan en diversos sectores industriales.

Gracias a observaciones científicas, la fermentación alcohólica se producía también en substancias no dulces; gracias a estos descubrimientos atrajo el interés de otroscientíficos a lo que atribuyo al crecimiento en esta área. Dentro de procesos de fermentación se localizan las enzimas  alcohol deshidrogenasa, que son las principales en ciertos procesos y han generado gran importancia.

Las alcohol deshidrogenasas (ADHs) son enzimas oxidoreductasas que catalizan la oxidación reversible de alcoholes a los correspondientes aldehídos o cetonas, con la consiguientereducción de NAD o NADP. Existen por lo menos tres familias de alcohol deshidrogenasas con estructuras diferentes: las deshidrogenasas /reductasas de cadena media (MDRs), las deshidrogenasas/reductasas de cadena corta (SDRs) y las alcohol deshidrogenasas activadas por hierro. Entre las (MDRs) podemos encontrar a la Saccharomyces cerevisiae. (2)

La levadura Saccharomyces cerevisiae es unorganismo que puede crecer tanto en condiciones aerobias como anaerobias, juega un papel principal en la investigación debido a su capacidad excepcional para producir el etanol y el dióxido de carbono de azúcares con la alta productividad (11). En condiciones anaerobias produce etanol, pero también lo produce en condiciones aerobias, pues sólo el 10% de la glucosa es metabolizada a través de larespiración, siendo el resto metabolizado de forma fermentativa.(2,7) De acuerdo con reportes previos cuando S. cerevisiae se encuentra cultivada a altas concentraciones de azúcar (menores a 30 – 40%) se incrementa la producción de etanol (1,10) El comportamiento (catabolito) de Saccharomyces cerevisiae es diferente al de otras muchas especies de levadura, como las de los géneros Candida,Hansenula, Kluyveromyces y muchas especies del género Pichia, en las que, en condiciones aerobias, más del 70% de glucosa es metabolizada a través de la respiración. (2)

Ésta levadura ha sido usada como un organismo de anfitrión para la producción de proteína farmacéutica en el pasado, S. cerevisiae es relativamente tolerante a potenciales de hidrógeno bajos y el alto azúcar y concentraciones deetanol. Además, esta levadura es limpiamente resistente a los inhibidores. Estos han sido los motivos principales para aumentar S. cerevisiae en la industria y la biotecnología, enfocándose a la producción fermentativa (11)

Cuando se inocula S.cerevisiae en un medio de cultivo conteniendo glucosa, en condiciones aerobias, se obtiene una curva de crecimiento bifásica. En una primera fase, se observaun crecimiento exponencial durante el cual la glucosa es fermentada a etanol, con la consiguiente producción de CO2. En esta primera fase la respiración está reprimida. Cuando la glucosa ha sido metabolizada, hay una segunda etapa de latencia, que va seguida de una segunda fase de crecimiento durante la cual el etanol producido en la primera fase, es metabolizado a CO2 y H2O. En esta segunda fase,la respiración está activada. A este tipo de crecimiento se le denomina diaúxico. El crecimiento de las levaduras con la consiguiente formación de biomasa, está acompañado por un consumo neto de NADPH y una producción neta de NADH (2).

Aparte de S.cerevisiae como importante productora de etanol, también podemos encontrar las Zymomonas mobilis.

Zymomonas es una productoraalfaproteobacteria considerada actualmente como un gran organismo candidato para la producción de bioetanol. Su secuencia del genoma está terminada y anotada. (3)

Se ha encontrado que las enzimas de Z. mobilis presentan mayor afinidad por sus respectivos sustratos, por lo cual Z. mobilis produce mayor rendimiento de etanol comparado con S. cerevisiae con valores de 0,49 y 0,46g/g respectivamente, en medio...