Penicilina g acilasa

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PENICILINA G ACILASA PRODUCIDA POR BACILLUS MEGATERIUM PARA LA OBTENCIÓN DE ANTIBIÓTICOS SEMISINTÉTICOS

Revisión utilizada: Vary P.S, Biedendieck R., Fuerch T., Meinhardt F., Rohde M., Deckwer W. y Janh D. (2007). Bacillus megaterium—from simple soil bacterium to industrial protein production host. Appl Microbiol Biotech 76: 957-967.

Adela Gavira Fernández
Microbiología 2º BiotecnologíaIntroducción

La Biotecnología se basa en el empleo de organismos para la obtención y/o mejora de productos, animales o vegetales en beneficio del ser humano. Para este fin los microorganismos son muy atractivos ya que es relativamente sencilla su manipulación en comparación con lo que se puede llegar a obtener de ellos.
Bacillus megaterium, la “gran bestia”, llamada así por su enormevolumen que oscila entre 1,2 y 1,5 micrómetros, es una bacteria gram positiva de gran interés industrial y biotecnológico. Es formadora de esporas y su cultivo es asequible a nivel de laboratorio ya que este microorganismo puede crecer en un medio mínimo, no necesitando ningún tipo de factor de crecimiento. Pueden ser aerobias estrictas o facultativas, y tienen la capacidad de desarrollarse en todo tipode ambientes a temperaturas muy bajas, son psicotrofas.
Dentro de sus numerosas aplicaciones, encontramos fundamentalmente dos tipos, en laboratorios y a nivel industrial. Bacillus megaterium gracias a su gran tamaño (hasta 10 veces mayor que Escherichia coli) ha sido el modelo perfecto para el estudio de membranas, estructuras celulares, transporte y localización de proteínas y esporulación.También es interesante en la producción de proteínas íntegras ya que no posee proteasas extracelulares y es capaz de mantener gran variedad de plásmidos.
Industrialmente el empleo de esta bacteria suscita gran interés. Una de las principales aplicaciones la encontramos en la producción de la enzima penicilina G acilasa (PGA) para la fabricación de antibióticos y que es el objeto de este trabajo.Así como en la industria panadera gracias a su metabolismo, en la regeneración de NADH y NADPH, producción de piruvato, vitamina B12, fungicidas, inhibidores para el VIH, etc.

Penicilina G acilasa para la producción de antibióticos β-lactámicos.

1. ¿Qué son antibióticos β-lactámicos?

Un antibiótico es una sustancia química producida de forma natural por un organismo o sintetizado enlaboratorios, que eliminan los agentes infecciosos y perjudiciales para el ser humano (bactericidas), atacando las membranas celulares y ayudando a liberar sustancias celulares que matan a esos agentes; o que inhiben su crecimiento (bacterostáticos). Existen muchos tipos de antibióticos entre los que encontramos los β-lactámicos, que incluyen las penicilinas, cefalosporinas y cefamidas; losaminoglucósidos, tetraciclinas, macrólidos, sulfoaminas, quinolonas, lincosamidas y otros antibióticos antimicrobianos. Todos ellos tienen en común la toxicidad selectiva que es mayor para los microorganismos infecciosos que para los hospedadores.
Los antibióticos β-lactámicos son el grupo más importante y se caracterizan porque dentro de su estructura molecular poseen un anillo β-lactámico, quees un anillo heterocíclico formado por tres carbonos y un nitrógeno. Este tipo de antibióticos son eficaces en bacterias gram positivas, porque inhiben la síntesis de pared celular, por lo tanto no lo son para gram negativas. Las penicilinas, descubiertas por Alexander Fleming en 1928, se pueden encontrar naturales (penicilina G y V) o semisintéticas (aminopenicilinas como la amoxicilina yampicilina), son los más utilizados en enfermedades como la sífilis o la gonorrea (Fig.1 y 2).
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Fig.1 Penicilinas naturales y semisintéticas y Fig.2 molécula de penicilina

2. Penicilina G acilasa y producción de β-lactámicos

El componente principal para la producción de antibióticos semisintéticos es el ácido 6-aminopenicilánico (6 APA) que se obtiene a partir de la hidrólisis...
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