El shikimato es un intermediario de la vía de síntesis de compuestos aromáticos que en la actualidad ha ganado gran importancia por su uso como precursor para la síntesis química del oseltamivir fosfato, inhibidor de la proteína neuraminidasa presente en la superficie de virus de influenza y que es conocido comercialmente como Tamiflu® y producido por Roche Pharmaceuticals [3-5]. Este compuesto es utilizado en la actualidad de forma rutinaria como un agente antiviral para el tratamiento de infecciones de influenza estacional tipo A y B [6,7] y para el tratamiento de influenza aviar tipo H5N1 y recientemente contra infecciones de influenza humana A/H1N1 influenza [8,9]. Se ha estimado que en el caso de una pandemia global de algún tipo de influenza, las capacidades actuales de producción de Tamiflu® no serán suficientes para proteger a grandes poblaciones, particularmente en países en desarrollo [7,8]. Ante esta situación, se han desarrollado diversas alternativas biotecnológicas a través de la obtención de cepas bacterianas modificadas genéticamente capaces de producir grandes cantidades de SHK utilizando a la bacteria Escherichia coli como una alternativa a los procesos de producción poco eficientes y costosos a partir de plantas tales como el anís estrella chino (Illicium anisatum o I. verum) [3,5, 9-11]._x000D_ _x000D_ En este contexto, en nuestro grupo de trabajo se desarrolla un línea de investigación que tiene como finalidad la obtención de cepas sobreproductoras de shikimato derivadas de la cepa de E. coli PTS- glc+ denominada como PB12 [19, 20], obteniéndose una cepa denominada como PB12.SA22 (PTS- aroK- aroL- aroGfbr tktA aroB aroE) la cual es capaz de producir más de 7 g/L de SHK en sistemas de fermentación en lote y que ha sido reportada como la cepa con el mayor rendimiento tanto de este compuesto, como del rendimiento de compuestos aromáticos totales (0.29 mol shk/ mol glc y 0.37 mol aromáticos totales/mol glc, respectivamente) en un medio de cultivo rico (base mineral suplementada con 25 g/L de glucosa y 15 g/L de extracto de levadura) [25]._x000D_ _x000D_ La presente propuesta que se somete pretende analizar por primera vez mediante la aproximación de análisis de flujos metabólicos (AFM) a la cepa sobreproductora de SHK PB12.SA22 (PTS- aroK- aroL- aroGfbr tktA aroB aroE). El impacto de la caracterización de esta cepa mediante AFM permitirá determinar por primera vez la distribución del carbono a través del metabolismo central de carbono y su interconexión con la vía de síntesis de compuestos aromáticos. Puesto que los flujos metabólicos reflejan más estrechamente el estado metabólico fundamental de la célula a diferencia de otras aproximaciones ómicas que solo brindan información acerca de un solo estrato del sistema celular (genoma, transcriptoma, proteoma, metaboloma), y que no muestran la interacción entre estos, el AFM resulta esencial para comprender las propiedades del sistema, los resultados del AFM en esta cepa es de central importancia ya que permite la obtención de un mapa de flujos metabólicos que corresponde con el fenotipo final de un organismo, y que en combinación con el análisis trasncriptómico y la determinación de diversas actividades enzimáticas, permitirá integrar por primera vez mediante un enfoque de biología de sistemas aquellos eventos celulares que culminan en el flujo llevado a cabo en cada conversión bioquímica en la célula: transcripción, traducción, procesos post-transcripcionales y mecanismos regulatorios._x000D_

El shikimato es un intermediario de la vía de síntesis de compuestos aromáticos presente en bacterias que en la actualidad ha ganado gran importancia por su uso como precursor para la síntesis química del oseltamivir fosfato (conocido comercialmente como Tamiflu® y producido por Roche Pharmaceuticals), el cual es un inhibidor de la proteína neuraminidasa presente en la superficie de virus de influenza [3-5]. Este compuesto es utilizado en la actualidad de forma rutinaria como un agente antiviral para el tratamiento de infecciones de influenza estacional tipo A y B [6,7] y para el tratamiento de influenza aviar tipo H5N1 y recientemente contra infecciones de influenza humana A/H1N1 influenza [8,9]. Se ha estimado que en el caso de una pandemia global de algún tipo de influenza, las capacidades actuales de producción de Tamiflu® no serán suficientes para proteger a grandes poblaciones, particularmente en países en desarrollo [7,8]. Ante esta situación, se han desarrollado diversas alternativas biotecnológicas a través de la obtención de cepas bacterianas modificadas genéticamente capaces de producir grandes cantidades de SHK utilizando a la bacteria Escherichia coli como una alternativa a los procesos de producción poco eficientes y costosos a partir de plantas tales como el anís estrella chino (Illicium anisatum o I. verum) [3,5, 9-11]._x000D_ _x000D_ En este contexto, en nuestro grupo de trabajo se desarrolla un línea de investigación que tiene como finalidad la obtención de cepas sobreproductoras de shikimato derivadas de la cepa de E. coli PTS- glc+ denominada como PB12 [19, 20], obteniéndose una cepa denominada como PB12.SA22 (PTS- aroK- aroL- aroGfbr tktA aroB aroE) la cual es capaz de producir más de 7 g/L de SHK en sistemas de fermentación en lote y que ha sido reportada como la cepa con el mayor rendimiento tanto de este compuesto, como del rendimiento de compuestos aromáticos totales (0.29 mol shk/ mol glc y 0.37 mol aromáticos totales/mol glc, respectivamente) en un medio de cultivo rico (base mineral suplementada con 25 g/L de glucosa y 15 g/L de extracto de levadura) [25]._x000D_ _x000D_ La presente propuesta pretende analizar por primera vez mediante la aproximación de análisis de flujos metabólicos (AFM) a la cepa sobreproductora de SHK PB12.SA22 (PTS- aroK- aroL- aroGfbr tktA aroB aroE). El impacto de la caracterización de esta cepa mediante AFM permitirá determinar por primera vez la distribución del carbono a través del metabolismo central de carbono y su interconexión con la vía de síntesis de compuestos aromáticos. Puesto que los flujos metabólicos reflejan más estrechamente el estado metabólico fundamental de la célula a diferencia de otras aproximaciones ómicas que solo brindan información acerca de un solo estrato del sistema celular (genoma, transcriptoma, proteoma, metaboloma), y que no muestran la interacción entre estos, el AFM resulta esencial para comprender las propiedades del sistema, los resultados del AFM en esta cepa es de central importancia ya que permite la obtención de un mapa de flujos metabólicos que corresponde con el fenotipo final de un organismo, y que en combinación con el análisis trasncriptómico, permitirá integrar por primera vez mediante un enfoque de biología de sistemas todos los eventos celulares que culminan en el flujo llevado a cabo en cada conversión bioquímica en la célula: transcripción, traducción, procesos post-transcripcionales y mecanismos regulatorios_x000D_ _x000D_ Se pretende que de esta propuesta se generen los siguientes productos mínimos:_x000D_ a. Una tesis de Maestría en Ciencias Bioquímicas concluida (QA Susy Beatriz Carmona Contreras)_x000D_ b. Dos artículos publicados en revistas científicas internacionales arbitradas e indizadas_x000D_ c. La presentación de los resultados parciales y finales de este proyecto en un congreso nacional y uno internacional._x000D_ Por otro lado y de forma importante, éste proyecto sentará las bases conceptuales y metodológicas para el estudio de diversas cepas de producción en nuestro grupo de investigación mediante el análisis de flujos metabólicos._x000D_