Construção de cepas recombinantes de Saccharomyces cerevisiae para a produção de ramnolipídeos a partir de sacarose

Abstract

Biossurfactantes são moléculas anfifílicas com propriedades tensoativas produzidas por diversos organismos. Ramnolipídeos são biossurfactantes glicolipídicos originalmente isolados do sobrenadante de culturas da bactéria patogênica Pseudomonas aeruginosa e são produzidos concomitantemente a fatores de virulência após sinalização por quorum sensing. São compostos de uma ou duas moléculas de ramnose (mono- ou di-ramnolipídeos, respectivamente) acoplada(s) a uma ou duas moléculas de ácido graxo, mais especificamente ácido beta-hidroxialcanoil-beta-hidroxialcanoico (HAA). Ramnolipídeos são alternativas ecologicamente viáveis aos surfactantes petroquímicos. Entretanto, ainda não foi atingida uma produção em escala industrial economicamente viável desses, principalmente devido a altos custos de substratos e processamento e baixos rendimentos e produtividades. Diante desse cenário, o presente trabalho objetivou a construção de cepas recombinantes de Saccharomyces cerevisiae para produção de ramnolipídeos a partir de sacarose. Para tal, seis enzimas responsáveis pela biossíntese de mono-ramnolipídeos em P. aeruginosa a partir de glicose-1-fosfato (RmlA, RmlB, RmlC, RmlD, RhlA e RhlB) foram funcionalmente produzidas em Saccharomyces cerevisiae. Ademais, o gene SUC2 de levedura que codifica uma invertase foi interrompido e a enzima sacarose fosforilase de Pelomonas saccharophila foi também produzida na levedura. Duas cepas foram construídas: a cepa produtora de mono-ramnolipídeos RLP e a cepa intermediária produtora de dTDP-L-ramnose RHP. A produção de ambas as moléculas foi confirmada por microscopia confocal e espectrometria de massa, respectivamente. As cepas engenheiradas com as vias de biossíntese de dTDP-L-ramnose e mono-ramnolipídeos mostraram, pela primeira vez como prova de conceito, a produção dessas moléculas por um microrganismo eucariótico GRAS (do inglês, Generally Regarded As Safe) utilizando matéria-prima de baixo custo. Essas cepas mostram o potencial de continuar melhorando a produção de ramnolipídeos em bioprocesso industrial baseado em levedura para fazer com que se tornem um produto comercialmente competitivo globalmente.