Análise de fluxo metabólico de leveduras que naturalmente fazem a conversão de xilose em etanol

Abstract

A demanda mundial por combustível continua crescendo. Entre as fontes alternativas de energia a produção de etanol tem lugar de destaque. No entanto, está produção ainda pode aumentar com o aproveitamento da xilose proveniente da biomassa lignocelulósica. Vários estudos estão sendo realizados para identificar os mecanismos moleculares envolvidos no metabolismo de xilose. Neste estudo é proposto a integração dados fisiológicas e moleculares para caracterizar o fluxo metabólico de leveduras. Foi avaliado a capacidade fermentativa entre diferentes leveduras naturalmente consumidoras de xilose: Scheffersomyces stipitis, Spathaspora passalidarum, Spathaspora arborariae e Candida tenuis. Para entender o metabolismo dessas leveduras foi construído um modelo de fluxo metabólico utilizando as taxas de produção para restringir o modelo e calcular a distribuição interna de carbono. Pela primeira vez, é estimado o fluxo metabólico nas leveduras Spathaspora. O modelo de fluxo metabólico de xilose até a formação de etanol foi inicialmente validado a partir do teste de correlação entre fluxos calculados e medidos. O modelo de fluxo metabólico foi útil para aumentar a acurácia de dados de metaboloma. 74% das taxas de fluxos calculados e medidos apresentaram semelhanças acima de 90%. O modelo caracterizou a S. stipitis e S. passalidarum como tendo as melhores propriedades naturais para fermentar xilose e produzir etanol.