Desarrollo y escalado de un proceso fermentativo para la obtencion de enzimas implicadas en la produccion de antibioticos b-lactamicos

Resumen

La D-(-)-p-hidroxifenilglicina, es un D-aminoacido opticamente activo. Constituye un intermedio clave en la fabricación de antibioticos b-lactamicos. En cadena lateral de la moxicilina y cefadroxil entre otros. Actualmente se produce mediante un proceso enzimático en vez del proceso quimico tradicional. Este metodo resulta mas economico y con un menor impacto negativo en el medio ambiente. La transformacion se realiza mediante el empleo de celulas completas de Agrobacterium sp A244, las cuales presentan un sistema enzimatico compuesto por dos enzimas. La primera enzima, la hidantoinasa, transforma enantioselectivamente el racemico D-L-p-hidroxihidantoina en N-carbamil-D-(-)-p-hidroxifenilglicina. La segunda, la N-carbamilaminoacido hidrolasa(carbamilasa), transforma el producto de la anterior en la D-(-)-p-hidroxifenilglicina. El proposito final de este trabajo ha sido desarrollar un proceso de fermentacion que produjera masa microbiana con las actividades enzimaticas hidantoinasa y carbamilasa, a un coste competitivo, que permitiese su utilizacion industrial en la sintesis de D-aminoacidos. Para ello, en primer lugar se ha desarrollado un proceso fermentativo a nivel de laboratorio y una vez definido, se ha realizado el escalado para la produccion del biocatalizador en un biorreactor o fermentador de 10000 litros de volumen. Los experimentos se han realizado en tres escalas distintas: escala de matraz, fermentadores de laboratorio, hasta volumenes de 20 litros, para finalizar con la escala de planta piloto, realizandose fermentaciones en un equipo de 10000 litros. El estudio de los requerimientos nutricionales del microorganismo para abordar la formulación del medio de cultivo, se ha realizado en matraz. En primer lugar, se han seleccionado las fuentes de carbono y nitrogeno mas idoneas para la produccion de biomasa con actividades enzimaticas hidantoinasa y carbamilasa. En segundo lugar, se ha abordado el estudio del efecto de los