Cepa de TALAROMYCES EMERSONII y usos de la misma.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IE2007/000016.
Solicitante: NATIONAL UNIVERSITY OF IRELAND, GALWAY.
Nacionalidad solicitante: Irlanda.
Dirección: UNIVERSITY ROAD GALWAY IRLANDA.
Inventor/es: MURRAY, PATRICK, GERARD, TUOHY,MARIA GERARDINE, GILLERAN,CAROLINE TERESA, COLLINS,CATHERINE MAJELLA, REEN,FRANCIS JEREMIAH, MCLOUGHLIN,LASSARINA PATRICK, LYDON,ANNE GERALDINE STEPHANIE, MALONEY,ALAN PATRICK, HENEGHAN,MARY NOELLE, O\'\'DONOGHUE,ANTHONY JOHN, MAHON,CATHAL SEAN.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- A23K1/165
- C12N1/14 QUIMICA; METALURGIA. › C12 BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE; MICROBIOLOGIA; ENZIMOLOGIA; TECNICAS DE MUTACION O DE GENETICA. › C12N MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS CONTIENEN; PROPAGACION, CULTIVO O CONSERVACION DE MICROORGANISMOS; TECNICAS DE MUTACION O DE INGENIERIA GENETICA; MEDIOS DE CULTIVO (medios para ensayos microbiológicos C12Q 1/00). › C12N 1/00 Microorganismos, p.ej. protozoos; Composiciones que los contienen (preparaciones de uso médico que contienen material de protozoos, bacterias o virus A61K 35/66, de algas A61K 36/02, de hongos A61K 36/06; preparación de composiciones de uso médico que contienen antígenos o anticuerpos bacterianos, p. ej. vacunas bacterianas, A61K 39/00 ); Procesos de cultivo o conservación de microorganismos, o de composiciones que los contienen; Procesos de preparación o aislamiento de una composición que contiene un microorganismo; Sus medios de cultivo. › Microorganismos fúngicos (cultivo de setas A01G 18/00; como novedades vegetales A01H 15/00 ); Sus medios de cultivo.
- C12N9/24 C12N […] › C12N 9/00 Enzimas, p. ej. ligasas (6.); Proenzimas; Composiciones que las contienen (preparaciones para la limpieza de los dientes que contienen enzimas A61K 8/66, A61Q 11/00; preparaciones de uso médico que contienen enzimas A61K 38/43; composiciones detergentes que contienen enzimas C11D ); Procesos para preparar, activar, inhibir, separar o purificar enzimas. › actúan sobre compuestos glicosílicos (3.2).
- C12N9/42 C12N 9/00 […] › actúan sobre los enlaces beta-glucosídicos-1,4, p. ej. celulasa.
- C12P19/02 C12 […] › C12P PROCESOS DE FERMENTACION O PROCESOS QUE UTILIZAN ENZIMAS PARA LA SINTESIS DE UN COMPUESTO QUIMICO DADO O DE UNA COMPOSICION DADA, O PARA LA SEPARACION DE ISOMEROS OPTICOS A PARTIR DE UNA MEZCLA RACEMICA. › C12P 19/00 Preparación de compuestos que contienen radicales sacárido (ácido cetoaldónico C12P 7/58). › Monosacáridos.
- C12P19/04 C12P 19/00 […] › Polisacáridos, es decir, compuestos que contienen más de cinco radicales sacárido unidos entre ellos por enlaces glucosídicos.
- C12P19/12 C12P 19/00 […] › Disacáridos.
- C12P5/02 C12P […] › C12P 5/00 Preparación de hidrocarburos. › acíclicos.
- C12P7/06 C12P […] › C12P 7/00 Preparación de compuestos orgánicos que contienen oxígeno. › Etanol como producto químico y no como bebida alcohólica.
- C12R1/645 C12 […] › C12R SISTEMA DE INDEXACION ASOCIADO A LAS SUBCLASES C12C - C12Q, RELATIVO A LOS MICROORGANISMOS. › C12R 1/00 Microorganismos. › Hongos.
PDF original: ES-2393930_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Cepa de Ta/aromyces emersonii y usos de la misma
Introducciónºº
La presente invencion se refiere a una cepa de Ta/aromyces emersonii y a enzimas y a sistemas enzimaticos que
pueden aislarse de la misma, para su uso en el medio ambiente y tratamiento de residuos, produccion y procesamiento quimico y bioquimico, procedimientos biotecnologicos, en kits de ensayo o de diagnostico, prebioticos y simbioticos, productos sanitarios, alimentos y bebidas nuevos y funcionales produccion de tensioactivos, aplicaciones agricolas y horticolas.
En la actualidad Europa se enfrenta a una crisis en cuanto al tratamiento de residuos produciendose 2.000 millones
de toneladas de residuos cada ano. Muchos de estos residuos son organicos, derivados de materiales vegetales (biomasa) , son ricos en carbohidratos (azucares) y por lo tanto representan un recurso valioso cuando se descomponen en sus azucares componentes. Otros tipos de residuos, tales como los residuos de frutas, se pudren y plantean un riesgo ambiental. Estos residuos generalmente se combinan con pienso porcino para extraer algun valor de ellos, sin embargo, se consideran residuos de bajo coste.
La biomasa representa una materia prima muy variada y variable, sin embargo es la materia prima energetica mas renovable de la tierra. Si se aprovechase, podria proporcionar una alternativa sostenible a las reservas de combustibles fosiles cada vez mas agotadas. Existe un interes global en convertir la reserva energetica de la biomasa en formas de energia utilizables. Aunque un importante centro de atencion ha sido la produccion de biocombustibles, tales como el bioetanol, para fines de transporte, tambien se han identificado mercados para co
productos valiosos generados durante la produccion de biocombustibles (por ejemplo CO2, restos ricos en lignina, materias primas quimicas) . En la actualidad, en los Estados Unidos, anualmente se producen aproximadamente
11.360 millones de litros de etanol a partir del maiz, principalmente para su uso en el sector del combustible para transportes. Esto representa solo aproximadamente el 1% del consumo total de combustible de motor, y se preve que en el ano 2010, la produccion de bioetanol aumentara mas de 7 veces, e incluira otros sustratos de biomasa 25 tales como restos lenosos. Si los restos lenosos derivan de fuentes de "residuos" rapidamente renovables generalmente consideradas "maleza" o broza, puede derivarse un valor considerable tanto en cuanto a los costes del procedimiento, como en el cumplimiento de dianas de produccion y problemas ambientales locales. Las ventajas del bioetanol como una alternativa limpia y ecologica al petroleo y a otros combustibles fosiles son obvias. La adopcion global del bioetanol como un combustible de motor principal compensaria muchos de los problemas de
contaminacion del aire que son una caracteristica de las areas urbanas densamente pobladas. Los coches modernos pueden adaptarse facilmente para funcionar con mezclas de etanol/gasolina ("gasohol") y se dispone de nuevos motores que, como unica fuente de combustible, pueden utilizar etanol puro.
La biomasa vegetal, incluyendo especies de coniferas, es rica en carbohidratos complejos (polisacaridos) que pueden descomponerse por medios quimicos o enzimaticos en azucares fermentables sencillos. Por ejemplo, las 35 maderas blandas tales como las de picea Sitka y pino contienen (% en peso seco) aproximadamente 41-43% de celulosa (un polimero de unidades de glucosas unidas por β-1, 4) , 20-30% de hemicelulosa (una mezcla de polisacaridos que contienen manosa, galactosa, xilosa y arabinosa) y 25-30% de lignina, un polimero polifenolico no carbohidrato de alto valor calorifico. Por lo tanto, aproximadamente el 65-70% del peso seco de los restos lenosos son carbohidratos complejos que pueden usarse para proporcionar materias primas ricas en azucares para
fermentacion a bioetanol.
Los hongos representan una de las formas de vida microbianas mas importantes que descomponen tales materiales. Ta/aromyces emersonii es un hongo aerobio termofilo encontrado de forma natural en montones de compost y en otros ecosistemas que degradan materiales ricos en biomasa. La estabilidad termica es una caracteristica tipica de muchos de los sistemas enzimaticos de Ta/aromyces emersonii aislados hasta ahora. Considerada una especie de
"pudricion blanda", que puede dirigirse a todas las partes del material vegetal, este euascomiceto produce amplios sistemas enzimaticos modificadores de carbohidratos, incluyendo enzimas celuloliticas, hemiceluloliticas, pectinoliticas y amiloliticas, asi como una serie de actividades oxidasa/oxido reductasa y proteolitica. Por lo tanto Ta/aromyces emersonii puede acceder a sustratos de crecimiento complejos encontrados en su habitat natural.
McCarthy y col. (2005) J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 32: 125-134 desvelan una comparacion de cepas de
Ta/aromyces emersonii productoras de beta-glucanasa mutantes por UV y de tipo silvestre con potencial en aplicaciones de elaboracion de cerveza. Moloney y col. (1983) Enzyme Microb. Technol. 5: 260-264 desvelan el aislamiento de mutantes CBS 814.70 de Ta/aromyces emersonii con actividad celulasa potenciada. Maheswari y col. (2000) Microbiol. Mol. Biol. Rev. 64: 461-488 desvelan que la temperatura de crecimiento optima y maxima para Ta/aromyces emersonii es respectivamente de 40-45 y 55 DC.
Las Publicaciones PCT Nos WO 01/70998 y WO 02/24926 desvelan el aislamiento de celulasas de Ta/aromyces emersonii y en particular celulasas que tienen actividad β-glucanasa y xilanasa. La desventaja de estas enzimas es que solamente pueden dirigirse a un tipo (o a un numero limitado) de un constituyente (o constituyentes) de un sustrato. Por lo tanto para metabolizar un sustrato determinado es necesario identificar los componentes de ese
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sustrato, producir polipeptidos que tengan actividad enzimatica adecuada para metabolizar estos componentes, producir una cantidad necesaria del polipeptido por procedimientos rutinarios, tales como, tecnicas recombinantes, modificar los polipeptidos, si fuese necesario, para modificar la termoestabilidad o el pH optimo, por ejemplo, de las enzimas, expresar el polipeptido y usar la enzima resultante para dirigir a ese constituyente de ese sustrato. Estos procedimientos son muy costosos y requieren mucho tiempo.
Ademas, estos procedimientos no tienen en cuenta el que algunas enzimas pueden mostrar mas de una actividad o, cuando se usan en combinacion con otra enzima, pueden tener eficacia modificada. Por lo tanto estos procedimientos podrian conducir a la sobreproduccion de enzimas que no se requieren conduciendo tambien por lo tanto a costes de gasto y tiempo excesivos. Existe por lo tanto la necesidad de disponer de enzimas y sistemas enzimaticos aislados de Ta/aromyces emersonii y un procedimiento para aislar tales enzimas y sistemas enzimaticos que supere las desventajas anteriormente mencionadas.
Tambien existe la necesidad de composiciones enzimaticas optimizadas, particularmente composiciones enzimaticas termoestables, para generar "jarabes" ricos en azucares fermentables, para su uso en proyectos de biomasa a bioetanol. Puesto que los sustratos de biomasa o materias primas diana para la produccion de bioetanol pueden variar de flujos de residuos (por ejemplo VFCW y OFMSW (Fraccion Vegetal de Residuos Recogidos y Fraccion Organica de Residuos Solidos Municipales) a cultivos agricolas (por ejemplo, maiz, remolacha azucarera, hierbas, etc.) a biomasa lenosa, la consecucion de la preparacion enzimatica correcta, a un coste de procedimiento bajo, para obtener maximo rendimiento de azucares fermentables es un reto significativo. Durante muchos anos, el coste de las enzimas usadas en la conversion de biomasa antes de la produccion de bioetanol por fermentacion microbiana ha sido un factor negativo importante. Es por lo tanto un objeto producir preparaciones enzimaticas de bajo coste para estos fines.
Las preparaciones enzimaticas derivan de fuentes fungicas termofilas, generalmente consideradas seguras (GRAS) , mientras que las enzimas fungicas en uso hasta ahora en aplicaciones de bioetanol comerciales y de investigacion son principalmente de fuentes mesofilas (por ejemplo Trichoderma sp. G/ioc/adium sp., Aspergi//us sp. y Penici//ium sp.) .
Tambien existe la necesidad de preparaciones enzimaticas que actuen a temperaturas de reaccion mas elevadas, es decir, las enzimas termoestables permiten tiempos de reaccion/etapas de tratamiento enzimatico mas cortos, permiten la pasteurizacion simultanea del hidrolizado, dan como resultado una hidrolisis/sacarificacion global significativa, tienen un potencial para reducir la carga enzimatica y/o un potencial para reciclar la preparacion enzimatica, todo... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Una cepa termofila de Ta/aromyces emersonii, con el ND de deposito IMI 393751 o un mutante de la misma con un intervalo de temperatura de crecimiento de 30 a 90 'C yque secrete de forma activa enzimas a temperaturas por encima de 55 'C.
2. Uso de una cepa o mutante de acuerdo con la reivindicacion 1 para producir una composicion enzimatica.
3. Uso del microorganismo de acuerdo con la reivindicacion 1, para bioconversion de materiales vegetales o derivados de plantas o flujos de residuos incluyendo residuos de hospital.
4. Uso del microorganismo de acuerdo con la reivindicacion 1, en la produccion de materias primas ricas en monosacaridos a partir de restos vegetales.
5. Uso del microorganismo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el procesamiento y reciclado de productos de papel de madera, papel y textiles.
6. Uso del microorganismo de acuerdo con la reivindicacion 1, en la sacarificacion de residuos de papel.
7. Uso del microorganismo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el control de fangos, antifungico y biocontrol.
8. Uso del microorganismo de acuerdo con la reivindicacion 1, para aplicaciones horticolas.
9. Uso del microorganismo de acuerdo con la reivindicacion 1, en la produccion de piensos animales para potenciar la digestibilidad de piensos basados en cereales.
10. Uso del microorganismo de acuerdo con la reivindicacion 1, en la produccion de piensos basados en cereales con bajo contenido en pentosa para animales monogastricos con digestibilidad mejorada y contenidos bajos en βglucanos no celulosicos.
11. Uso del microorganismo de acuerdo con la reivindicacion 1, en la produccion de piensos funcionales con potencial bioactivo para su uso en asistencia medica veterinaria.
12. Uso del microorganismo de acuerdo con la reivindicacion 1, en la produccion de productos lacteos o dieteticos especializados, por ejemplo, y formulacionesde alimentos, de bebidas para asistencia medica geriatrica e infantil.
13. Uso del microorganismo de acuerdo con la reivindicacion 1, en los sectores de panaderia y confiteria, y en la formulacion de nuevos productos de panaderia de alimentos dieteticos.
14. Uso del microorganismo de acuerdo con la reivindicacion 1, en la generacion de compuestos precursores de sabor, aroma y sensoriales en la industria alimentaria.
15. Uso del microorganismo de acuerdo con la reivindicacion 1, para la generacion de alimentos funcionales.
16. Uso del microorganismo de acuerdo con la reivindicacion 1, para la produccion de nuevas bebidas alcoholicas y no alcoholicas de diseno, zumos de frutas y bebidas dieteticas.
17. Uso del microorganismo de acuerdo con la reivindicacion 1, en la produccion de compuestos biofarmaceuticos, tales como oligosacaridos bioactivos (incluyendo 1, 3 (4) y 1, 3 (6) -glucooligosacaridos de enlace mixto, galactooligosacaridos, xiloglucooligosacaridos, oligosacaridos pecticos, xilooligosacaridos ramificados y lineales, (galacto) glucomanooligosacaridos) , glicopeptidos y glicosidos flavonoides de plantas terrestres y marinas, restos vegetales, hongos y flujos de residuos o productos secundarios ricos en azucares sencillos.
18. Uso de los microorganismos de acuerdo con la reivindicacion 1, para aumentar la biodisponibilidad de biomoleculas con actividad antibacteriana y antiviral natural, incluyendo glicosidos flavonoides y cianogenos, saponinas, oligosacaridos y fenolicos (incluyendo acidos ferulico y p-cumarico, epicatequina, catequina, acido pirogalico y similares) .
19. Uso del microorganismo de acuerdo con la reivindicacion 1, para aumentar la biodisponibilidad de biomoleculas antioxidantes naturales, por ejemplo, carotenoides, licopenos, xantofilas, antocianinas, fenolicos y glicosidos de todos los materiales, restos, residuos vegetales, incluyendo diversos frutos y bayas.
20. Uso del microorganismo de acuerdo con la reivindicacion 1, para la generacion de materias primas a partir de materiales vegetales sin procesar, restos vegetales y residuos para su uso en la produccion microbiana de antibioticos por hongos y bacterias, incluyendo Penici//ium sp. y Streptomyces sp.
21. Uso del microorganismo de acuerdo con la reivindicacion 1, para la generacion de materias primas a partir de materiales vegetales sin procesar, restos vegetales y residuos para su uso en la produccion microbiana de acido citrico.
22. Uso del microorganismo de acuerdo con la reivindicacion 1, para la produccion de oligosacaridos a partir de polisacaridos de algas (por ejemplo, laminarano y fucoidano) y aditivos derivados de extractos vegetales, mediante procedimientos generalmente considerados seguros, en la formulacion de productos cosmeticos.
23. Uso del microorganismo de acuerdo con la reivindicacion 1, para la produccion de oligosacaridos y glicopeptidos
para su uso como reactivos de investigacion, en la produccion de biosensores y como herramientas en glicomica funcional para explorar interacciones receptor-ligando y en la produccion de bibliotecas de sustratos para realizar perfiles de especificidad de enzima-sustrato.
24. Uso de la cepa de microorganismo de acuerdo con la reivindicacion 1, para la produccion de celulosa y β
glucanos modificados, celooligosacaridos, almidones y maltooligosacaridos modificados, lactulosa y polioles (por 10 ejemplo, manitol, glucitol o dulcitol, xilitol, arabitol) .
25. Uso de la cepa de microorganismo de acuerdo con la reivindicacion 1, en un procedimiento para alterar el valor calorifico de un flujo de residuos.
26. Uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3-25 que comprende ademas el uso de enzimas derivadas de una o ambas de las cepas Chaetomium thermophi/e y Thermoascus aurantiacus.
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