STRAIN OF ESCHERICHIA COLI MODIFIED BY METABOLIC ENGINEERING AND THE ASSOCIATED CULTIVATION METHODS FOR THE PRODUCTION OF PYRUVIC ACID FROM GLUCOSE AND XYLOSE AND A HYDROLYZED OF CORN TRACE

• Main Authors: MOLINA VÁZQUEZ Eliseo Ronay, HERNÁNDEZ CHÁVEZ Georgina Teresa, LÓPEZ-PORTILLO MASON Mauricio, MARTÍNEZ JIMÉNEZ Alfredo, SIERRA IBARRA Estefanía, GOSSET LAGARDA Guillermo, VARGAS TAH Ana Alejandra
• Format: Patent
• Language: English; Spanish
• Published: 27.11.2020
• Subjects: BEER; BIOCHEMISTRY; CHEMISTRY; COMPOSITIONS THEREOF; CULTURE MEDIA; ENZYMOLOGY; FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIREDCHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERSFROM A RACEMIC MIXTURE; METALLURGY; MICROBIOLOGY; MICROORGANISMS OR ENZYMES; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; PROPAGATING, PRESERVING OR MAINTAINING MICROORGANISMS; SPIRITS; VINEGAR; WINE

The present invention relates to a novel strain of Escherichia coli that has interrupted all the pathways of fermentation metabolite formation, which produces pyruvate with a high yield and volumetric productivity from glucose, xylose, and mixtures of these sugars either from laboratory sugars or of hydrolysates, in this case, exemplified by a hydrolysate of corn stubble, under conditions of oxygen transfer limitation. Said strain (AV13) obtains from the MS01 strain, previously reported by the research group, with the chromosome deletion of the genes involved in pyruvate metabolism: pox-B (pyruvate oxidase) to avoid the formation of acetate from pyruvate, mgs A (methylglyoxal synthase) to prevent the production of L-lactate, and ack-PTA (acetate kinase and phosphotransacetylase) to avoid the formation of acetate from acetyl coenzyme A. Also, it includes fermentation methods in mineral medium with glucose, xylose, or a glucose-xylose mixture and hydrolysates of corn stubble, as a carbo n source useful in the production of pyruvate. Particularly, it relates to fermentative methods to produce pyruvate from a mineral medium with glucose, xylose, or a glucose-xylose mixture, as a carbon source, with oxygen transfer rates controlled by the volumetric oxygen transfer coefficient, in batch cultures, continuous and batch feed. La presente invención se refiere a una nueva cepa de Escherichia coli que tiene interrumpida todas las vías de formación de metabolitos de fermentación, que produce piruvato con un alto rendimiento y productividad volumétrica a partir de glucosa, xilosa y mezclas de estos azúcares ya sea a partir de azúcares de laboratorio o de hidrolizados, en este caso ejemplificado por un hidrolizado de rastrojo de maíz, en condiciones de limitación de transferencia de oxígeno. La nueva cepa denominada AV13, se obtuvo a partir de la cepa MS01, previamente reportada por el grupo de investigación, con la eliminación en cromosoma de los genes involucrados en el metabolismo de piruvato: poxB (piruvato oxidasa), para evitar la formación de acetato a partir de piruvato; mgsA (metilglioxal sintasa), para evitar la producción de L-lactato; y ack-pta (acetato cinasa y fosfotransacetilasa) para evitar la formación de acetato a partir de acetil coenzima A. La presente invención también comprende métodos de fermentación en medio mineral con glucosa, xilosa o una mezcla glucosa-xilosa e hidrolizados de rastrojo de maíz, como fuente de carbono, el cual mediante el uso de las nuevas cepas de E. coli, antes referidas, se usa en la producción de piruvato. Particularmente se refiere a los métodos fermentativos para producir piruvato a partir de medio mineral con glucosa, xilosa o una mezcla glucosa-xilosa, como fuente de carbono, con velocidades de transferencia de oxígeno controladas mediante el coeficiente volumétrico de transferencia de oxígeno, en cultivos lote, continuos y lote alimentado. La eliminación de los genes poxB, mgsA y el par ack-pta, en la cepa MS01 de E. coli, permitió a la nueva cepa, AV13, producir piruvato con altas productividades en condiciones controladas de velocidad de transferencia de oxígeno, siendo el mejor método de producción el que proporcionó un kLa de 146 h-1, y con altos rendimientos en un amplio intervalo de valores de kLa (0.2 - 210 h-1).