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4 results, page 1 of 1

Escherichia coli and its application to biohydrogen production

LUIS MANUEL ROSALES COLUNGA ANTONIO DE LEON RODRIGUEZ (2015)

"Hydrogen is an attractive energy carrier because of its high energy density, and used as a raw material in various chemical processes. Nowadays, hydrogen demand is supplied from non-renewable sources, and alternative sources are becoming mandatory. Hydrogen production by biological methods uses renewable resources as substrate and its production occurs at ambient temperature and atmospheric pressure. Thus, it is less energy intensive than the chemical and thermochemical methods used to produce hydrogen. This review is focused on fermentative hydrogen production by Escherichia coli. The hydrogen production pathway, the genetic manipulations, and expression of non-native pathways into this microorganism are reviewed. The hydrogen production using alternative substrates is a critical point to develop sustainable process by this reason the principal substrates for hydrogen production using E. coli are revised. Other strategies like two stages processes and immobilized cells are also discussed."

Article

Biofuels Biohydrogen Hydrogen yield Formate regulon Mixed acid fermentation Metabolic engineering CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Dos proteínas que participan en la represión catabólica nitrogenada están relacionadas con la resistencia a zinc en Saccharomyces cerevisiae

CLAUDIA BEATRIZ PERESSON RIVERA (2007)

"Saccharomyces cerevisiae tiene la capacidad de crecer en diferentes fuentes de nitrógeno, pero no lo hace a la misma velocidad, y esto se debe a que existe una regulación transcripcional diferencial en ciertos grupos de genes. En una buena fuente de nitrógeno (como glutamina), los genes regulados por un mecanismo conocido como represión catabólica nitrogenada (NCR) se transcriben de manera basal; en cambio, si las células crecen en una mala fuente de nitrógeno (como prolina), estos genes, que en general codifican para permeasas y enzimas catabólicas, elevan considerablemente su expresión. La transcripción de los genes regulados por NCR depende principalmente de dos factores transcripcionales de tipo GATA: Gln3p y Gat1p. Cuando la célula crece en una buena fuente de nitrógeno, la mayor parte de las moléculas de Gln3p, y probablemente de Gat1p, se encuentra retenida en citoplasma por una proteína llamada Ure2p. Si la levadura crece en una mala fuente de nitrógeno, Gln3p y Gat1p entran al núcleo e incrementan la transcripción de sus genes blanco. En experimentos de microarreglos que evaluaron la respuesta de los genes a distintas fuentes de nitrógeno en mutantes gln3Δ, gln3Δ gat1Δ y ure2Δ se obtuvieron, de manera inesperada, un grupo de genes que codifican para transportadores de zinc, que en algunos casos fueron inducidos, y en otros reprimidos. Además, se ha descrito que una mutante ure2Δ es más resistente a zinc que la cepa parental al crecer en glutamina, glutamato, amonio y prolina. Sin embargo, no se conoce el mecanismo de regulación transcripcional de estos transportadores en diferentes fuentes de nitrógeno, ni el posible mecanismo de resistencia a zinc dado por Gat1p, Gln3p y/o Ure2p ya sea de manera directa o indirecta. Los resultados de este trabajo confirman que Ure2p es un regulador negativo en la resistencia a zinc cuando S. cerevisiae crece en glutamina, amonio o prolina como fuente de nitrógeno. Gln3p parece no influir en la resistencia a zinc en glutamina; sin embargo, conforme la calidad de la fuente de nitrógeno va disminuyendo, este factor transcripcional adquiere una función importante como regulador negativo en la resistencia a zinc."

"Saccharomyces cerevisiae grows in a wide variety of nitrogen sources, but its growth rate differs due to the regulatory systems that keep some genes in their basal states when cells grow in a good nitrogen source. In glutamine, for example, some genes are regulated by a mechanism known as NCR (Nitrogen Catabolite Repression), and their expression is low under this condition. Instead, when cells are grown in proline, a poor nitrogen source, those genes that encode for permeases and catabolite enzymes for poor nitrogen sources are generally transcribed at high levels. NCR gene transcription depends on two GATA factors, Gln3p and Gat1p that bind to promoters in their target genes. When cells are growing In a good nitrogen source Gln3p, and probably Gat1p, is retained in cytoplasm by a protein called Ure2p. In proline, Gln3p and Gat1p enter into the nucleus and increase the transcription of their target genes. Microarray experiments performed to analyze gene expression patterns in different nitrogen sources of ure2Δ, gln3Δ and gln3Δ gat1Δ mutants versus a wild type strain, showed unexpectedly that some genes encoding for zinc transporters were induced or in some cases, repressed. Furthermore, ure2Δ mutant grown in glutamine, glutamate, ammonia or proline is more resistant than the wild type strain to 15 mM of zinc sulphate. Nevertheless, to date the transcriptional regulation mechanism of zinc transport in response to different nitrogen sources is not known, nor the possible interaction between Gln3p, Gat1p and/or Ure2p regarding to cell zinc resistance. The results of this work show that Ure2p is a negative regulator of zinc resistance in cells grown in all nitrogen sources analyzed. Although Gln3p seems to have no relation with zinc resistance in glutamine, this factor appears to be a negative regulator when cells grow in ammonia or proline."

Master thesis

Regulón Zap1 Ure2p Gat1p Gln3p Factores GATA Nitrogenada Represión catabólica BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA MOLECULAR

Estudio teórico sobre la reacción de hidrólisis del formiato de metilo para producir ácido fórmico en una columna de destilación de pared divisoria

Theorical study on the hydrolisis of methyl formate to produceformic acid in a dividing wall distillation column

Cesar Herrera (2020)

En el presente trabajo se determinan las mejores condiciones de operación de la columna de destilación de pared divisoria, instalada en el Laboratorio de Ingeniería Química de la Universidad de Guanajuato, para la producción de ácido fórmico por la hidrólisis del formiato de metilo, mediante simulaciones en estado estacionario y dinámico. Se determina que las condiciones de operación que resultan en la mayor conversión de formiato son: operar a reflujo total, alimentando agua por la columna prefraccionadora y formiato de metilo por el rehervidor, con una relación molar de 60:1 de agua/formiato en la alimentación y con 7 kW de carga térmica en el rehervidor. El control de la conversión es posible mediante la implementación de un controlador PI que controle la temperatura del plato 10 de la columna, con la carga térmica del rehervidor como variable manipulable. Se realiza el mismo estudio para la operación con flujo de destilado y se determina que es posible el control de la operación de la columna implementando dos controladores PI, que controlen la temperatura del plato 2 y 9 mediante la manipulación de la relación de reflujo y la carga térmica del rehervidor, respectivamente / Cesar Rafael Herrera Herrera

In this work, the best operating conditions of the dividing wall distillation column, installed in the Chemical Engineering Laboratory of the University of Guanajuato; are determined, for the production of formic acid by the hydrolisis of methyl formate by steady and dynamic state simulations. It was determined that the operating conditions that result in the highest conversion of methyl formate are: operating at total reflux, feeding water through the prefractionator column and methyl formate through the reboiler, with a 60: 1 molar ratio of water/formate in the feed and with 7 kW of thermal load in the reboiler. The control over the conversion is possible by the implementation of a PI controller that controls the temperature of the plate 10 with the thermal load of the reboiler as a manipulable variable. The same study is carried out for the operation with distillate flow and it is determined that it is possible to control the operation of the column by implementing two PI controls that control the temperature of plate 2 and 9 by manipulating the reflux ratio and the thermal load in the reboiler, respectively / Cesar Rafael Herrera Herrera

Master thesis

CGU- Maestría en Ingeniería Química (Integración de Procesos) BIOLOGÍA Y QUÍMICA Ácido Fórmico - Producción Metil-formiato DWC (Columna de Destilación de Pared Divisoria) Controladores PI (Proporcional Integral) Formic acid - Production Methyl formate DWC (Dividing Wall Column) PI Controllers (Proportional-Integral)

Obtención de cepas mutantes de Escherichia coli sobreproductoras de hidrógeno a partir de lactosuero

LUIS MANUEL ROSALES COLUNGA (2007)

"Los problemas causados por la contaminación ambiental y la disminución de las reservas de petróleo han conducido a la búsqueda de nuevas fuentes energéticas que permitan un desarrollo sustentable. El hidrógeno es una alternativa con amplio potencial ya que se puede utilizar en celdas de combustible y solo genera calor y vapor de agua como subproducto. La producción biológica de hidrógeno (biohidrógeno) presenta algunas ventajas respecto a las formas convencionales de obtención, debido a que se lleva a cabo a temperatura ambiente, bajas presiones y se puede acoplar a la utilización de residuos orgánicos. El objetivo de este trabajo es la construcción y uso de cepas de E. coli manipuladas genéticamente para realizar la fermentación anaerobia de lactosuero (subproducto de la industria de lácteos) y obtener como producto principal hidrógeno molecular. Para obtener cepas mutantes sobreproductoras de hidrógeno se realizó la remoción de los genes hycA y tatC. El gen hycA, codifica para el regulador negativo del operón del formiato y el producto del gen tatC, tiene un papel fundamental en la vía Tat del transporte de formiato deshidrogenasas e hidrogenasas que compiten por los electrones que darían origen a hidrógeno molecular. También se obtuvo una cepa doble mutante (delta)hycA, (delta) lacI, éste último gen codifica para la proteína represora del operón de lactosa, por lo tanto, en una mutante que carece de este gen, la expresión del operón lac se vuelve constitutiva. La ausencia de los genes hycA y lacI, permitió que se incrementara la cantidad y la velocidad de producción de hidrógeno a partir de lactosuero."

"Problems caused by enviromental pollution and the decrease of the fossil fuels reserves have led to the search of new sustainable energy sources. Hydrogen is a promising option since its utilization in fuel cells produces pure water and energy. Biological hydrogen production (biohydrogen) is a more advantageus alternative than the conventional methods. This is because the biological processes are carried out at ambient temperature and pressure, and organic residues can be used for hydrogen production. The aim of this work is the construction of E. coli mutant strains that can use the cheese whey (by-product of the cheese production) as sustrate to produce hydrogen. In order to obtain overproducer mutant strains, we knocked-out the hycA and tatC genes. The hycA gene encodes for the repressor of the formate operon. The tatC gene encodes for a protein that is involved in the transport of respiratory hydrogenases and formate dehydrogenases by Tat translocation pathway. We also constructed a double mutant strain that had hycA and lacI genes deleted. The lacI gene encodes the lac operon repressor and its deletion leads to the constitutive expression of the lac operon. Both the hydrogen production and rate were increased in the mutant strain ΔhycA ΔlacI using cheese whey."

Master thesis

Biohidrógeno Regulón de formiato Escherichia coli W3110 BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA MOLECULAR