Estudio de la biotransformación de compuestos trimetilamonio con cepas de e.coli para la producción de l(-)-carnitina

Resumen

La L(-)-carnitina interviene en el transporte de ácidos grasos de cadena larga a través de la membrana interna mitocondral. En la actualidad, el 80% de la carnitina utilizada a nivel mundial se obtiene por vía química, lo que da lugar a la producción de la mezcla racémica (D,L)-carnitina y crotonobetaína. De ahí, que los depósitos existentes de estos subproductos sean elevados. Este hecho, junto a que el proceso de resolución del racemato supone un problema medioambiental, hace que se incremente el interés por los métodos biológicos de producción de L(-)-carnitina. Así, los estudios realizados en la presente Tesis Doctoral han consistido, en primer lugar, en la optimización de la biotransformación de D(+)-carnitina en L(-)-carnitina, mediante la utilización de E.coli 044 K74 en estado durmiente, con tal de la establecer los parámetros que afectan a la biotransformación Con el fin de aumentar la producción de carnitina se han analizado, en segundo y tercer lugar, los efectos producidos por un incremento de estrés salino y de la permeabilización celular en el proceso de biotransformación de compuestos de trimetilamonio en L(-)-carnitina, tanto con células en estado durmiente de E.coli 044 K74 como con la cepa transformada K38 pT7-5 KE32. Así, se obtuvieron rendimientos de entre el 65 y el 88% respecto al 40% del control, mediante ambas modificaciones de las dos cepas. También, se analizaron las cinéticas del transporte de L(-)-carnitina en ambas cepas obteniendo como resultado que depende de ATP y que la cepa transformada presentó una menor Km y Vmax aparente respecto a la cepa silvestre. La memoria también presenta el trabajo realizado sobre el metabolismo primario de Escherichia coli 044 K74 y su interrelación con el metabolismo de los compuestos de trimetilamonio. Para ello se analizaron las actividades de las enzimas implicadas en las rutas metabólicas primarias del metabolismo de L(-)-carnitina y de