Análise dos fluxos metabólicos em Saccharomyces cerevisiae a partir de D-xilulose como fonte de carbono utilizando Optflux

Abstract

A viabilidade econômica da produção de etanol 2G depende da eficiente fermentação da fração hemicelulósica por S. cerevisiae. A xilulose, isômero da xilose e principal componente da hemicelulose do bagaço, pode ser convertida pela levedura em biomassa, etanol, xilitol ou outros metabólitos. A otimização da produção de etanol requer a análise do metabolismo da xilulose. Modelos metabólicos permitem efetuar simulações de sistemas biológicos, viabilizando o estudo in silico das respostas celulares perante perturbações ambientais e genéticas. Uma das técnicas mais usadas para estudos deste tipo é a Análise do Balanço de Fluxos Metabólicos (do inglês, FBA). Neste trabalho, usando o software OptFlux, foi aplicado o método “parcimonious FBA” ao modelo iND750 para estimar os fluxos metabólicos em condições de aerobiose e anaerobiose, utilizando xilulose como fonte de carbono. Os resultados das simulações foram comparados a dados experimentais e o modelo foi ajustado adicionando restrições de expressão em fluxos metabólicos da via pentose fosfato e de formação de biomassa. A produção de etanol só foi observada na condição anaeróbia, com favorecimento da seletividade para baixos fluxos de xilulose.