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dc.contributor.advisorFuciños Gonzalez, Juan Pablo 
dc.contributor.advisorRua Rodriguez, María Luisa 
dc.contributor.authorGonzalez Gonzalez, Roberto 
dc.date.accessioned2022-05-31T07:04:12Z
dc.date.submitted2022-03-24
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11093/3499
dc.description.abstractWORK PLAN SUMMARY INTRODUCTION. Galicia (north-western Spain) is a region with a valuable richness in hot springs with a broad diversity of interesting hyperthermophile microorganisms, for instance, as for potential production of enzymes with biotechnological purposes. In spite of it, basically only physicochemical parameters of those springs have been studied. Among all, two of them share the particularity of having the highest upwelling temperature (66 ºC). These hot springs are named As Burgas (Ourense) and Río Caldo (Lobios, Ourense). The last one, in addition, has a pH of 9. As an example of interesting thermophilic enzymes as for biotechnological aims, esterases are noteworthy in fields such as pharmaceutical industry (chiral compounds isolating), energy production (biofuel) or food industry (dairy or flavours synthesis). These biocatalysts are normally an excellent alternative to other methodologies when scaling up a process to industry level. In our research group, a working line focused on finding thermophile microorganisms producing enzymes with biotechnological interest has been initiated. Wild type microorganisms from the genus Thermus were cultured and esterases from them were identified and purified; this process was patented. Furthermore, in previous projects collaborating with the University of A Coruña, procedures for the expression of these enzymes in mesophiles and their purification were performed. Paying attention to this experience, the main objectives of the thesis project will be, firstly, producing, purifying and characterizing new thermophilic lipolytic enzymes and, secondly, due to the high arsenic concentration in some of the springs, studying the possible involvement of microorganisms (and their enzymes) from these water samples in bioremediation processes related to arsenic oxidation (interesting as for consumption water quality). Objectives: 1. Use of Molecular Microbiological Ecology techniques for carrying out an analysis of the hot springs microbial community biodiversity, comparing seasonal diversity profiles and identifying microorganisms of interest. It will also be performed a complete chemical study of water samples, focusing on all those factors that could have influence on the biodiversity and on richness in genes with biotechnological potential. So, other springs could be identified for new prospections. 2. Production and purification of new thermophilic lipolityc enzymes. The initial cultures will be done in flasks. Cellular density, protein concentration and activity will be measured through conventional methods. Esterases with high levels of activity and stability could be produced in a 5 l reactor, and at a semi-industrial scale (50 l) with bioreactors located at the CITI (Center of Resarch, Transfer and Innovation) building. 3. Kinetic and molecular characterization of purified lipolityc enzymes. Experimental design for evaluating pH and temperature optima and theirs effects on activity and stability will be performed. The effect of solvents and detergents will be studied in the presence of several chemicals. Activity will be measured with p-nitrophenyl esters and triglycerides. The stability could also be studied through fluorescence techniques, and structural analysis through circular dichroism. 4. Isolation of thermophile microorganisms able to grow on arsenite, interesting as for bioremediation processes (oxidation of AsIII to AsV, being the last one easly recovered from consumption waters). Once tested the best conditions for growth of isolates and their resistance to AsIII, confirmation of their ability to oxidize could be performed through different procedures, such as spectrometry, qualitative techniques or molecular biology.eng
dc.description.abstractIntroducción: Galicia es una región rica en fuentes termales, algunas de ellas con características muy interesantes como fuente potencial de microorganismos y enzimas de interés biotecnológico.. De entre todas ellas, dos comparten la singularidad de tener la temperatura de surgencia más elevada (alrededor de 66ºC). Estas son el manantial de As Burgas (Ourense) y el de Río Caldo (Lobios, Ourense). Este último, además, tiene un pH muy alcalino (9,0). Un ejemplo de enzimas termofílicas interesantes a este respeto son las esterasas, que encuentran un campo de actuación muy destacable en la industria farmacéutica (en cuanto a la resolución de principios activos quirales particularmente), en la producción de energía (biodiesel) o en la industria alimentaria (láctea y de síntesis de aromas, por ejemplo). En nuestro grupo de investigación se ha iniciado una línea de trabajo centrada en la búsqueda de microorganismos termófilos productores de enzimas de interés biotecnológico. Se identificaron y purificaron esterasas a partir de cultivos de microorganismos silvestres del género Thermus, proceso que fue patentado. Partiendo de la experiencia previa, los objetivos generales del proyecto de tesis que se presenta son, por un lado, producir, purificar y caracterizar nuevas enzimas lipolíticas con propiedades termofílicas y, en segundo lugar, estudiar la posible implicación de microorganismos y enzimas termófilos presentes en estas aguas en procesos de biorremediación relacionados con la oxidación del arsénico (de interés en lo que a la calidad del agua de consumo se refiere). Objetivos: Para conseguir estos objetivo generales, se proponen los siguientes objetivos parciales: 1. Uso de técnicas de Ecología Microbiana Molecular para la realización de un análisis de la biodiversidad de las comunidades microbianas de las fuentes termales, compararando los perfiles de diversidad microbiana estacional del agua de Río Caldo con los del agua de As Burgas, con el fin de identificar microorganismos de interés. 2. Producción y purificación de nuevas enzimas lipolíticas con propiedades de termofilia y, en su caso, de alcalofilia. 3. Caracterización cinética y molecular de las enzimas lipolíticas purificadas. Se hará hincapié en aquellas propiedades que resulten de mayor importancia para un biocatalizador de procesos químicos. Se diseñarán planes factoriales para evaluar el efecto de la temperatura y el pH sobre la actividad y estabilidad. El efecto de disolventes y detergentes se estudiará incubando con agentes químicos. La actividad se medirá con ésteres de p-nitrofenol (en espectrofotómetro) y triglicéridos (en pH-stato). 4. Aislamiento de microorganismos termófilos capaces de crecer sobre arsenito, que pueden ser de interés en procesos de biorremediación (dada su potencial capacidad de oxidación de la forma soluble tóxica AsIII a la forma soluble menos tóxica AsV, siendo esta última más fácilmente recuperada).spa
dc.description.abstractIntrodución: Galicia é unha rexión rica en fontes termais, algunhas delas con características moi interesantes como fonte potencial de microorganismos e enzimas de interese biotecnolóxico. Dentre todas elas, dúas comparten a singularidade de ter a temperatura de surxencia máis elevada (ó redor de 66ºC). Estas son o manancial de As Burgas (Ourense) e o de Río Caldo (Lobios, Ourense). Este último, ademais, ten un pH moi alcalino (9,0). Un exemplo de enzimas termofílicas interesantes a este respecto son as esterasas, que atopan un campo de actuación moi destacable na industria farmacéutica (en canto á resolución de principios activos quirais particularmente), na produción de enerxía (biodiesel) ou na industria alimentaria (láctea e de síntesis de aromas, por exemplo). Estes enzimas soen constituir, no eido de procesos de escalado á industria, unha alternativa interesante a outras metodoloxías. No noso grupo de investigación tense iniciado unha liña de traballo centrada na busca de microorganismos termófilos productores de enzimas de interese biotecnolóxico. Identificáronse e purificáronse esterasas a partir de cultivos de microorganismos silvestres do xénero Thermus, proceso que foi patentado. Partindo da experiencia previa, os obxectivos xerais do proxecto de tese que se presenta son, por un lado, producir, purificar e caracterizar novos enzimas lipolíticos con propiedades termofílicas e, en segundo lugar, vistos os niveis de arsénico presentes nalgún dos mananciais, estudar a posible implicación de microorganismos e enzimas termófilos presentes nestas augas en procesos de biorremediación relacionados coa oxidación do arsénico (de interese no que á calidade da auga de consumo se refire). Obxectivos: Para acadar estes obxectivo xerais, plantéxanse os seguintes obxectivos parciais: 1: Uso de técnicas de Ecoloxía Microbiana Molecular para a realización dunha análise da biodiversidade das comunidades microbianas das fontes termais, compararando os perfís de diversidade microbiana estacional da auga de Río Caldo cos da auga de As Burgas, co fin de identificar microorganismos de interese. 2: Producción e purificación de novos enzimas lipolíticos con propiedades de termofilia e, no seu caso, de alcalofilia. 3: Caracterización cinética e molecular dos enzimas lipolíticos purificados. Deseñaranse plans factoriais para avaliar o efecto da temperatura e pH sobre actividade e estabilidade. O efecto de disolventes e deterxentes estudiarase incubando con axentes químicos. A actividade medirase con ésteres do p-nitrofenol (en espectrofotómetro) e triglicéridos (en pH-stato). 4. Illamento de microorganismos termófilos capaces de crecer sobre arsenito, que poden ser de interese en procesos de biorremediación (dada a súa potencial capacidade de oxidación da forma soluble tóxica AsIII á forma soluble menos tóxica AsV, sendo esta última máis fácilmente recuperada).glg
dc.language.isoengspa
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
dc.titleCharacterization of thermophilic lipolytic enzymes. Searching and study of microorganisms and enzymes with biotechnological interest from galician hot springseng
dc.title.alternativeCaracterización de enzimas lipolíticas termofílicas. Búsqueda y estudio de microorganismos y enzimas con interés biotecnológico a partir de fuentes geotermales gallegasspa
dc.title.alternativeCaracterización de enzimas lipolíticos termofílicos. Busca e estudo de microorganismos e enzimas con interese biotecnolóxico a partir de fontes xeotermais galegasglg
dc.typedoctoralThesisspa
dc.rights.accessRightsopenAccessspa
dc.publisher.departamentoQuímica analítica e alimentariaspa
dc.publisher.grupoinvestigacionInvestigacións Agrarias e Alimentariasspa
dc.publisher.programadocPrograma de Doutoramento en Ciencia e Tecnoloxía Agroalimentaria (RD 99/2011)
dc.subject.unesco2414 Microbiologíaspa
dc.subject.unesco2302.09 Enzimologíaspa
dc.subject.unesco2415.01 Biología Molecular de Microorganismosspa
dc.date.read2022-05-20
dc.date.updated2022-03-25T11:40:23Z
dc.advisorID4969
dc.advisorID718


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