Tesis doctoral de Alina Iulia Chiriac
Los problemas medioambientales a los que se enfrenta la sociedad actual se están agudizando recientemente, lo que hace que la introducción de tecnologías menos contaminantes en la industria sea una prioridad. Por otro lado, el agotamiento de los combustibles fósiles requiere indiscutiblemente encontrar fuentes de energías alternativas, renovables y no contaminantes. La aplicación industrial de enzimas, catalizadores naturales que presentan ante los catalizadores químicos las ventajas de ser altamente selectivos y no contaminantes, presenta grandes beneficios para el medio ambiente. En este contexto, el amplio uso de materiales celulósicos en la industria convierte a las enzimas que actúan sobre este biopolímero en herramientas útiles para las denominadas tecnologías limpias. En lo que respecta a la actual crisis energética, la materia lignocelulósica parece ser la única fuente sostenible de energía para el futuro próximo (lynd et al. 1999, 2005). El uso de las celulasas como enzimas claves en el proceso de bioconversión de la lignocelulosa en biocombustibles hace que el conocimiento detallado de estas enzimas presente un destacado interés. la presente tesis doctoral tiene como objeto de estudio moléculas biológicas activas que actúan sobre el polímero de celulosa, en concreto, el desarrollo de celulasas y dominios de unión a celulosa recombinantes derivados de la celulasa cel9b de paenibacillus barcinonensis. La aplicación de la celulasa facilita el refinado del papel, permitiendo importantes ahorros de energía en dicho proceso mecánico. La acción de biorefinado de cel9b conlleva además a una mejora en la calidad del papel, hecho diferencial de esta celulasa con respecto a otras endoglucanasas (pastor et al. 2001; garcía et al. 2002). Cel9b presenta una estructura modular conteniendo un dominio catalítico, dos dominios de unión a celulosa y dos dominios de unión a fibronectina tipo iii (gh9-cbm3c-fn31,2-cbm3b). La evaluación de dominios de unión a celulosa individuales, ha mostrado la capacidad de modificar la superficie de las fibras de celulosa, y la mejora de las propiedades de las fibras celulósicas (pala et al. 2001; levy et al. 2002). se han construido, clonado y caracterizado 9 enzimas recombinantes (celulasas y dominios de unión a celulosa), que contienen distintas combinaciones de los dominios existentes en la celulasa modular cel9b. Cel9b (cel9bwt), la construcción gh9-cbm3c (cel9b-t2) el dominio de unión a celulosa cbd3b (cbd2) y este mismo en combinación con el dominio fn3 (cbd2f) fueron evaluados para el refinado de la pasta de papel de maderas de eucalyptus. Ambas celulasas potenciaron el refinado y mejoraron las propiedades mecánicas del papel. El tratamiento con la celulasa cel9b-t2 proporcionó una mejor relación entre los parámetros que influyen en el rendimiento de producción (drenabilidad) y aquellos de los que depende la calidad del papel (índice de tracción vs. índice de desgarro). cel9bwt, cel9b-t2 y cbd2 fueron aplicados sobre celulosa química de picea. Las celulasas aumentaron la solubilidad en álcali (naoh) sin afectar la cristalinidad y el grado de polimerización de forma significativa. Por lo contrario, cbd2 no causó cambios en las propiedades físicoquímicas de la celulosa química en las condiciones ensayadas. Cabe destacar que cel9b y cel9b-t2 causaron un efecto de peeling sobre la celulosa química eliminando completamente la pelusa de las fibras, lo que las convierte en buenos candidatos para aplicaciones textiles o en detergencia. se construyeron formas quiméricas de las celulasas cel9bwt y cel9b-t2 fusionadas al dominio de tetramerización del supresor tumoral humano p53. Las celulasas quiméricas formaron agregados multiméricos que presentaron mejoras en la actividad específica, perfil térmico, y ph óptimo. Las celulasas cel9bwt, cel9b-t2, y cel9b-t2 fusionada al dominio de tetramerización se han clonado en plantas de tabaco (nicotiana tabacum) para su expresión en cloroplasto. Las plantas transgénicas construidas presentaron un desarrollo normal y produjeron niveles altos y estables de las celulasas recombinantes.
Datos académicos de la tesis doctoral «Ingeniería proteicade cel9b de paenibacillus barcinonensis para el diseño de nuevas celulasas y módulos de unión a carbohidratos con aplicación en las industrias de celulosa y papel«
- Título de la tesis: Ingeniería proteicade cel9b de paenibacillus barcinonensis para el diseño de nuevas celulasas y módulos de unión a carbohidratos con aplicación en las industrias de celulosa y papel
- Autor: Alina Iulia Chiriac
- Universidad: Barcelona
- Fecha de lectura de la tesis: 17/05/2010
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Francisco Ignacio Javier Pastor Blasco
- Tribunal
- Presidente del tribunal: Antonio Planas sauter
- graziano Elegir (vocal)
- (vocal)
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