Construction of Pseudomonas putida strains capable of producing aromatic compounds by synthetic metabolic pathways.

Compostos aromáticos são moléculas de grande importância para a indústria, produzidas, naturalmente, por plantas e fungos. Algumas destas substâncias, como o ácido gálico, chegam a ter múltiplas aplicações terapêuticas, contudo, sua produção atual possui limitações que vão desde sua baixa concentração nos organismos de origem até problemas de purificação, dificultando ganhos de escala. Sabendo-se que bactérias do gênero Pseudomonas, tais como a Pseudomonas putida, possuem em seu metabolismo rotas capazes de gerar intermediários para a síntese de compostos aromáticos a partir fontes renováveis de carbono, tais como a glicose e o glicerol, sua utilização poderia aumentar a disponibilidade de tais produtos no mercado. Com isso, o objetivo deste trabalho foi gerar linhagens de Pseudomonas capazes de produzir compostos aromáticos de interesse industrial a partir de biomassa, aplicando técnicas de Biologia de Sistemas e Engenharia Metabólica. Após testar diferentes construções para a expressão de genes capazes de levar à produção de ácido protocatecuico e ácido gálico em P. putida, foi possível observar a produção e liberação destas moléculas em uma linhagem submetida à deleção dos genes responsáveis pela sua degradação de ambas as substâncias e em cujo plasmídeo de expressão foi adicionado um gene que faz com que uma das principais reações da via do ácido chiquímico não seja inibida na presença de fenilalanina, gerando os intermediários necessários.Aromatic compounds are molecules of great importance to the industry, being naturally produced by plants and fungi. Some of these substances, such as gallic acid, have multiple therapeutic applications, however, their current production has limitations ranging from their low concentration in the organisms of origin to downstream problems, making it difficult to scale. Once bacteria of the genus Pseudomonas, such as Pseudomonas putida, have in their metabolism routes capable of generating intermediates for the synthesis of aromatic compounds from renewable carbon sources such as glucose and glycerol, their use could increase the availability of such products on the market. Thus, the goal of this work was to generate Pseudomonas strains capable of producing aromatic compounds of industrial interest from biomass, applying techniques of Systems Biology and Metabolic Engineering. After testing different constructs for the expression of genes capable of producing protocatecuic acid and gallic acid in P. putida, it was possible to observe the production and release of these molecules in a strain that had the genes responsible for the degradation of both substances deleted and in whose expression plasmid was added a gene that causes one of the major reactions of the shikimic acid pathway not to be inhibited in the presence of phenylalanine, generating the necessary intermediate metabolites