REVALUATION OF AGRICULTURAL BY-PRODUCTS THROUGH THE USE OF GENETICALLY MODIFIED MICROBIAL BIOTECHNOLOGICAL PLATFORMS FOR THE PRODUCTION OF TERPENES AND TERPENOIDS (Q3147623)
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Project Q3147623 in Spain
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | REVALUATION OF AGRICULTURAL BY-PRODUCTS THROUGH THE USE OF GENETICALLY MODIFIED MICROBIAL BIOTECHNOLOGICAL PLATFORMS FOR THE PRODUCTION OF TERPENES AND TERPENOIDS |
Project Q3147623 in Spain |
Statements
35,574.0 Euro
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71,148.0 Euro
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50.0 percent
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1 January 2019
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31 December 2021
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ASOCIACION DE INVESTIGACION DEL INSTITUTO DE BIOTECNOLOGIA DE LEON (INBIOTEC)
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42°38'2.94"N, 5°58'17.11"W
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24089
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LA BIOMASA SE POSICIONA COMO UNA FUENTE RENOVABLE DE ENERGIA, PERO TAMBIEN DE CARBONO, CON LA QUE ES POSIBLE PRODUCIR UN AMPLIO ABANICO DE PRODUCTOS DE ALTO VALOR AÑADIDO A TRAVES DE UN PROCESO DE BIORREFINERIA. DE ENTRE LOS COMPUESTOS QUIMICOS CUYO INTERES ESTA CRECIENDO SE ENCUENTRAN LOS TERPENOIDES, METABOLITOS SECUNDARIOS CON GRAN APLICACION INDUSTRIAL COMO AROMAS EN ALIMENTACION, COSMETICA Y FARMACIA, ADEMAS DE QUE ALGUNOS DE ELLOS POSEEN IMPORTANTES ACTIVIDADES BIOLOGICAS. UNO DE LOS TERPENOIDES MAS IMPORTANTES ES EL LIMONENO, QUE ADEMAS SIRVE COMO PRECURSOR PARA LA PRODUCCION DE OTROS MUCHOS DERIVADOS DE INTERES INDUSTRIAL. EL LIMONENO ADEMAS DE TENER GRAN USO COMO AROMA EN ALIMENTACION (SABOR A LIMON) POSEE ACTIVIDAD ANTICANCERIGENA, ANTIINFLAMATORIA E INMUNOMODULADORA. A PARTIR DEL LIMONENO SE PUEDEN PRODUCIR OTROS TERPENOIDES COMO EL LIMONENO 1,2 EPOXIDO QUE TAMBIEN ES AMPLIAMENTE UTILIZADO COMO AROMA Y FRAGANCIA Y PODRIA TENER APLICACIONES FARMACOLOGICAS DEBIDO A SU EFECTO ANSIOLITICO EN RATON. OTROS TERPENOIDES IMPORTANTES SON LAS XANTOFILAS ZEAXANTINA Y ASTAXANTINA. LA ZEAXANTINA ES UN ALCOHOL DE COLOR AMARILLO IMPORTANTE PARA LA VISION, YA QUE EJERCEN UNA ACCION PROTECTORA FRENTE A DIVERSAS ENFERMEDADES OCULARES. POR SU PARTE, LA ASTAXANTINA ES UN PIGMENTO ROJO-ANARANJADO CON FUERTES PROPIEDADES ANTIOXIDANTES Y SE EMPLEA SE USA COMO SUPLEMENTO EN PIENSOS._x000D_ LA CRECIENTE DEMANDA POR PRODUCTOS NATURALES HACE QUE HAYA AUMENTADO CONSIDERABLEMENTE EL INTERES POR LA PRODUCCION DE ESTOS COMPUESTOS MEDIANTE PROCESOS FERMENTATIVOS, PARA LO QUE NORMALMENTE SE REQUIERE DE PROCESOS DE INGENIERIA GENETICA PARA CONSEGUIR RENDIMIENTOS ADECUADOS CON FINES INDUSTRIALES. EL OBJETIVO DE ESTE SUBPROYECTO ES LA REVALORIZACION DE DESECHOS AGRICOLAS (PAJA DE MAIZ Y PULPA DE REMOLACHA) PROVENIENTES DE LA ZONA GEOGRAFICA CON MAYOR PRODUCCION DE ESTOS PRODUCTOS (LEON Y ZONAS LIMITROFES) MEDIANTE SU BIOTRANSFORMACION EN TERPENOIDES NATURALES DE INTERES. PARA ELLO SE PLANTEA EL USO DE PLATAFORMAS BIOTECNOLOGICAS CONSISTENTES EN MICROORGANISMOS MODIFICADOS MEDIANTE INGENIERIA GENETICA. POR UNA PARTE LA BACTERIA STREPTOMYCES LIVIDANS SE ADAPTARA PARA LA PRODUCCION DE LIMONENO Y LIMONENO 1,2 EPOXIDO MEDIANTE LA SOBREEXPRESION SECUENCIAL DEL GEN CODIFICANTE DE LA ENZIMA 4S-LIMONENO_x000D_ SINTASA DE MENTHA SPICATA Y DEL GEN QUE CODIFICA LA ENZIMA LIMONENO 1,2 MONOOXIGENASA (LIMB) DE RHODOCOCCUS ERYTHROPOLIS DCL14. EL HONGO LEVADURIFORME XANTHOPHYLLOMYCES DENDRORHOUS SE MODIFICARA PARA MEJORAR LA PRODUCCION DE ASTAXANTINA MEDIANTE LA SOBREEXPRESION ORTOLOGA DE LOS GENES QUE CODIFICAN LA FITOENO SINTASA (GEN CRTYB) Y LA ASTAXANTINA SINTASA (CRTS). POR OTRO LADO, PARA OBTENER MUTANTES SOBREPRODUCTORES DE ZEAXANTINA, SE PARTIRA DE UNA CEPA MUTANTE DE X. DENDRORHOUS QUE ACUMULA EL PRECURSOR BCAROTENO, Y SOBRE LA QUE SE SOBREEXPRESARAN DIVERSOS GENES ORTOLOGOS DE LA RUTA BIOSINTETICA Y LA B-CAROTENO C3-HIDROXILASA (CODIFICADA POR EL GEN CRTZ) DERIVADA DE BREVUNDIMONAS SP. SD212. UNA VEZ OBTENIDAS LAS PLATAFORMAS BIOTECNOLOGICAS, SE PLANTEA LA OPTIMIZACION DE LA PRODUCCION DE ESTOS COMPUESTOS PARA PROCEDER A SU POSTERIOR RECUPERACION Y PURIFICACION. ESTOS TERPENOIDES NATURALES CONSTITUIRAN LAS UNIDADES BASE (BUILDING BLOCKS) PARA SU POSTERIOR POLIMERIZACION POR EL EQUIPO DE INVESTIGACION DEL SUBPROYECTO 1. (Spanish)
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BIOMASS, APART FROM BEING JUST A RENEWABLE SOURCE OF ENERGY, REPRESENTS AN IMPORTANT CARBON SOURCE FOR THE PRODUCTION OF A WIDE RANGE OF PRODUCTS WITH HIGH ADDED VALUE THROUGH A PROCESS OF BIOREFINERY. AMONG THOSE CHEMICAL COMPOUNDS HAVING A GROWING INTEREST, TERPENOIDS ARE SECONDARY METABOLITES WITH GREAT INDUSTRIAL APPLICATION AS AROMAS IN FOOD, COSMETICS AND PHARMACY, AND SOME OF THEM HAVE IMPORTANT BIOLOGICAL ACTIVITIES. ONE OF THE MOST IMPORTANT TERPENOIDS IS LIMONENE, WHICH ALSO SERVES AS A PRECURSOR FOR THE PRODUCTION OF MANY OTHER_x000D_ DERIVATIVES OF INDUSTRIAL INTEREST. LIMONENE, IN ADDITION TO ITS BROAD USE AS AN AROMA IN FOOD (LEMON FLAVOR), HAS ANTICANCER, ANTIINFLAMMATORY AND IMMUNOMODULATORY ACTIVITY. OTHER TERPENOIDS, SUCH AS LIMONENE 1,2 EPOXIDE, CAN BE PRODUCED FROM LIMONENE, WHICH IS ALSO WIDELY USED AS AROMA AND FRAGRANCE AND COULD HAVE PHARMACOLOGICAL APPLICATIONS DUE TO ITS ANXIOLYTIC EFFECT IN MICE. OTHER IMPORTANT TERPENOIDS ARE THE XANTHOPHYLLS ZEAXANTHIN AND ASTAXANTHIN. ZEAXANTHIN IS A YELLOW ALCOHOL IMPORTANT FOR VISION, AS IT EXERTS A PROTECTIVE ACTION AGAINST VARIOUS EYE DISEASES. FOR ITS PART, ASTAXANTHIN IS A RED-ORANGE PIGMENT WITH STRONG ANTIOXIDANT PROPERTIES AND IS USED AS A SUPPLEMENT IN FEED._x000D_ THE GROWING DEMAND FOR NATURAL PRODUCTS HAS CONSIDERABLY INCREASED THE INTEREST IN THE PRODUCTION OF THESE COMPOUNDS THROUGH FERMENTATION PROCESSES, WHICH USUALLY REQUIRES GENETIC ENGINEERING PROCESSES TO ACHIEVE ADEQUATE YIELDS FOR INDUSTRIAL PURPOSES. THE OBJECTIVE OF THIS SUBPROJECT IS THE VALORIZATION OF AGRICULTURAL WASTES (MAIZE STRAW AND BEET PULP) OBTAINED FROM THE LEADING MAIZE AND BEET PRODUCER GEOGRAPHIC AREA (LEON AND NEIGHBORING AREAS) BY MEANS OF THEIR BIOTRANSFORMATION IN NATURAL TERPENOIDS OF INTEREST. TO THIS END, THE USE OF BIOTECHNOLOGICAL PLATFORMS CONSISTING OF GENETICALLY ENGINEERED MICROORGANISMS IS PROPOSED. THE BACTERIA STREPTOMYCES LIVIDANS WILL BE MODIFIED FOR THE PRODUCTION OF LIMONENE AND LIMONENE 1,2 EPOXIDE BY MEANS OF PROGRESSIVE OVEREXPRESSION OF THE GENE ENCODING 4S-LIMONENE SYNTHASE FROM MENTHA SPICATA AND THE GENE ENCODING LIMONENE 1,2 MONOOXYGENASE (LIMB) FROM RHODOCOCCUS ERYTHROPOLIS DCL14. THE YEAST XANTHOPHYLLOMYCES DENDRORHOUS WILL BE ENGINEERED TO IMPROVE ASTAXANTHIN PRODUCTION THROUGH THE OVEREXPRESSION OF THE ORTHOLOG GENES ENCODING PHYTOENE SYNTHASE (CRTYB GENE) AND ASTAXANTHIN SYNTHASE (CRTS GENE). ON THE OTHER HAND, IN ORDER TO OBTAIN ZEAXANTHIN-OVERPRODUCING MUTANTS, A MODIFIED STRAIN OF X. DENDRORHOUS, WHICH ACCUMULATES THE PRECURSOR TERPENOID B-CAROTENE, WILL BE ENGINEERED BY MEANS OF THE OVEREXPRESSION OF SEVERAL ORTHOLOG BIOSYNTHETIC GENES AND THE GENE ENCODING B-CAROTENE C3-HYDROXYLASE (CRTZ GENE) FROM BREVUNDIMONAS SP. SD212. ONCE THESE BIOTECHNOLOGICAL PLATFORMS HAVE BEEN OBTAINED, OPTIMIZATION OF THE PRODUCTION PROCESS IS PROPOSED SO AS TO OBTAIN ENOUGH TITERS FOR FURTHER RECOVERY AND PURIFICATION STEPS. THESE NATURAL TERPENOIDS WILL REPRESENT THE BUILDING BLOCKS FOR THE SUBSEQUENT POLYMERIZATION, A PROCESS THAT WILL BE CARRIED OUT BY THE RESEARCH TEAM OF SUBPROJECT 1. (English)
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LA BIOMASSE EST POSITIONNÉE COMME UNE SOURCE D’ÉNERGIE RENOUVELABLE, MAIS AUSSI COMME CARBONE, AVEC LAQUELLE IL EST POSSIBLE DE PRODUIRE UNE LARGE GAMME DE PRODUITS À HAUTE VALEUR AJOUTÉE GRÂCE À UN PROCÉDÉ BIORREFINERIA. PARMI LES COMPOSÉS CHIMIQUES DONT LES INTÉRÊTS SONT EN CROISSANCE FIGURENT LES TERPÉNOÏDES, MÉTABOLITES SECONDAIRES AVEC UNE GRANDE APPLICATION INDUSTRIELLE TELS QUE LES ARÔMES DANS L’ALIMENTATION, COSMETICA ET LA PHARMACIE, EN PLUS QUE CERTAINS D’ENTRE EUX ONT D’IMPORTANTES ACTIVITÉS BIOLOGIQUES. L’UN DES TERPÉNOÏDES LES PLUS IMPORTANTS EST LE LIMONÈNE, QUI SERT ÉGALEMENT DE PRÉCURSEUR POUR LA PRODUCTION DE NOMBREUX AUTRES DÉRIVÉS D’INTÉRÊT INDUSTRIEL. LE LIMONÈNE EN PLUS D’AVOIR UNE GRANDE UTILISATION COMME ARÔME DANS L’ALIMENTATION (ARÔME À LIMON) A UNE ACTIVITÉ ANTI-INFLAMMATOIRE, IMMUNOMODULATRICE ET ANTI-INFLAMMATOIRE. À PARTIR DU LIMONÈNE D’AUTRES TERPÉNOÏDES TELS QUE LE LIMONÈNE 1,2 ÉPOXYDE PEUVENT ÊTRE PRODUITS QUI EST ÉGALEMENT LARGEMENT UTILISÉ COMME ARÔME ET PARFUM ET POURRAIT AVOIR DES APPLICATIONS PHARMACOLOGIQUES EN RAISON DE SON EFFET ANSIOLITIQUE SUR RATON. LES AUTRES TERPÉNOÏDES IMPORTANTS SONT LA ZÉAXANTHINE XANTHOPHYLLE ET L’ASTAXANTHINE. LA ZÉAXANTHINE EST UN ALCOOL JAUNE IMPORTANT POUR LA VISION, CAR ELLE EXERCE UNE ACTION PROTECTRICE CONTRE DIVERSES MALADIES OCULAIRES. Pour sa part, l’Astaxantin est un PIGEMENT arrangé en rouge AVEC LA PROPRIÉTÉ ANTIOXIDANTE ET est utilisé comme complément dans les salaires._x000D_ LES CRECIENTS DEMANDÉS PAR LES PRODUITS NATURAUX PRODUITS considérablement DANS L’INTÉRÊT PAR LA PRODUCTION DES PRODUITS fermentatifs, pour ce qui est de la norme requise pour les PROCESSUS D’INNGÉNIERIE GÉNÉRALES À CONSEMBLER AVEC LES FINS INDUSTRIELS. L’OBJECTIF DE CE SOUS-PROJET EST LA RÉÉVALUATION DES DÉCHETS AGRICOLES (PAILLE DE MAÏS ET PULPE DE BETTERAVE) DE L’AIRE GÉOGRAPHIQUE AVEC UNE PRODUCTION ACCRUE DE CES PRODUITS (LÉON ET ZONES LIMITES) PAR LEUR BIOTRANSFORMATION EN TERPÉNOÏDES NATURELS D’INTÉRÊT. À CETTE FIN, IL EST PROPOSÉ D’UTILISER DES PLATES-FORMES BIOTECHNOLOGIQUES COMPOSÉES DE MICRO-ORGANISMES MODIFIÉS PAR LE GÉNIE GÉNÉTIQUE. D’une part, Streptomyces lividans BACTERIA a été adapté pour la production de limone et d’époxyde 1,2 de limeone au moyen de la surexpression séquentielle de l’enzyme 4S-LIMONENO_x000D_ MENTHA spicate SINTASA AND GEN CODIFICATION LIMONEN 1,2 MONOXIGENASA (LIMB) DE Rhodococcus érythropolis DCL14. LE CHAMPIGNON XANTHOPHYLLOMYCES DENDRORHOUS LEVADURIFORM SERA MODIFIÉ POUR AMÉLIORER LA PRODUCTION D’ASTAXANTHINE PAR SUREXPRESSION DE GÈNES CODANT LA PHYTOÈNE SYNTHASE (GÈNE CRTYB) ET L’ASTAXANTHINE SYNTHASE (CRTS). D’AUTRE PART, AFIN D’OBTENIR DES MUTANTS SURPRODUCTEURS DE ZÉAXANTHINE, UNE SOUCHE MUTANTE DE X. DENDRORHOUS ACCUMULE LE PRÉCURSEUR BCAROTENO ET SUR LEQUEL DIVERS GÈNES ORTHOLOGUES DE LA VOIE BIOSYNTHÉTIQUE ET DU B-CAROTÈNE C3-HYDROXYLASE (CODIFIÉ PAR LE GÈNE CRTZ) DÉRIVÉS DE BREVUNDIMONAS SP SONT ABREEXPRESS. SD212. UNE FOIS LES PLATES-FORMES BIOTECHNOLOGIQUES OBTENUES, IL EST PROPOSÉ D’OPTIMISER LA PRODUCTION DE CES COMPOSÉS POUR PROCÉDER À LEUR RÉCUPÉRATION ET À LEUR PURIFICATION ULTÉRIEURES. CES TERPÉNOÏDES NATURELS CONSTITUERONT LES UNITÉS DE BASE (ÉLÉMENTS CONSTITUTIFS) POUR LA POLYMÉRISATION ULTÉRIEURE PAR L’ÉQUIPE DE RECHERCHE DU SOUS-PROJET 1. (French)
2 December 2021
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BIOMASSE WIRD ALS ERNEUERBARE ENERGIEQUELLE, ABER AUCH ALS KOHLENSTOFF POSITIONIERT, MIT DEM ES MÖGLICH IST, DURCH EINEN BIORREFINERIA-PROZESS EIN BREITES SPEKTRUM AN PRODUKTEN MIT HOHEM MEHRWERT HERZUSTELLEN. ZU DEN CHEMISCHEN VERBINDUNGEN, DEREN INTERESSEN WACHSEN, SIND TERPENOIDE, SEKUNDÄRE METABOLITEN MIT GROSSER INDUSTRIELLER ANWENDUNG WIE AROMEN IN LEBENSMITTELN, COSMETICA UND APOTHEKE, AUSSERDEM, DASS EINIGE VON IHNEN WICHTIGE BIOLOGISCHE AKTIVITÄTEN HABEN. EINES DER WICHTIGSTEN TERPENOIDE IST LIMONEN, DAS AUCH ALS VORLÄUFER FÜR DIE PRODUKTION VIELER ANDERER DERIVATE VON INDUSTRIELLEM INTERESSE DIENT. LIMONEN ZUSÄTZLICH ZU HABEN GROSSE VERWENDUNG ALS AROMA IN DER FÜTTERUNG (FLAVOUR ZU LIMON) HAT ENTZÜNDUNGSHEMMENDE, IMMUNMODULATORISCHE UND ENTZÜNDUNGSHEMMENDE AKTIVITÄT. AUS LIMONEN KÖNNEN ANDERE TERPENOIDE WIE LIMONEN 1,2 EPOXID HERGESTELLT WERDEN, DAS AUCH ALS AROMA UND DUFT VERWENDET WIRD UND PHARMAKOLOGISCHE ANWENDUNGEN AUFGRUND SEINER ANSIOLITIC-WIRKUNG AUF RATON HABEN KÖNNTE. ANDERE WICHTIGE TERPENOIDE SIND ZEAXANTHIN XANTHOPHYLLS UND ASTAXANTHIN. ZEAXANTHIN IST EIN WICHTIGER GELBER ALKOHOL FÜR DAS SEHEN, DA ES EINE SCHÜTZENDE WIRKUNG GEGEN VERSCHIEDENE AUGENKRANKHEITEN AUSÜBT. Das Astaxantin ist eine rot-arrangeed PIGMENT MIT ANTIOXIDANT PROPERTY PROPERTY UND wird als Lohnzuschlag verwendet._x000D_The CRECIENT DEMANDED BY NATURAL PRODUCTS PRODUCTS PRODUCTS PRODUCTS in der INTEREST BY PRODUKTION DER Gärproduktprodukte, für welche Norm für genetische INNGENIERIA PROCESSEN ZU CONSEMBLY REFERRED WITH INDUSTRIAL FINES CONSEMBLY REFERRED WITH INDUSTRIAL FINES. ZIEL DIESES TEILPROJEKTS IST DIE NEUBEWERTUNG LANDWIRTSCHAFTLICHER ABFÄLLE (MAISSTROH UND RÜBENZELLSTOFF) AUS DEM GEOGRAFISCHEN GEBIET MIT EINER GRÖSSEREN PRODUKTION DIESER ERZEUGNISSE (LEON- UND GRENZZONEN) DURCH IHRE BIOTRANSFORMATION IN NATÜRLICHE TERPENOIDE. ZU DIESEM ZWECK WIRD DER EINSATZ BIOTECHNOLOGISCHER PLATTFORMEN VORGESCHLAGEN, DIE AUS MIKROORGANISMEN BESTEHEN, DIE DURCH GENTECHNIK MODIFIZIERT WERDEN. Zum einen wurde Streptomyces lividans BACTERIA für die Herstellung von Limon und Limonan 1,2 Epoxid durch die sequenzielle Überexpression des Enzyms 4S-LIMONENO_x000D_ MENTHA spicate SINTASA UND GEN CODIFICATION LIMONEN 1,2 MONOXIGENASA (LIMB) DE Rhodococcus erythropolis DCL14 angepasst. DIE XANTHOPHYLLOMYCES DENDRORHOUS LEVADURIFORM PILZ WIRD MODIFIZIERT, UM DIE ASTAXANTHIN-PRODUKTION DURCH ÜBEREXPRESSION VON GENEN ZU VERBESSERN, DIE PHYTOENSYNTHASE (CRTYB-GEN) UND ASTAXANTHIN-SYNTHASE (CRTS) KODIEREN. UM MUTANTEN ÜBERPRODUZIERENDES ZEAXANTHIN ZU ERHALTEN, AKKUMULIERT EIN MUTANTER STAMM VON X. DENDRORHOUS DEN VORLÄUFER BCAROTENO, AUF DEM VERSCHIEDENE ORTHOLOGE GENE DER BIOSYNTHETISCHEN ROUTE UND B-CAROTIN C3-HYDROXYLASE (KODIFIZIERT DURCH DAS CRTZ-GEN) AUS BREVUNDIMONAS SP ABREEXPRESS SIND. SD212. SOBALD DIE BIOTECH-PLATTFORMEN GEWONNEN WURDEN, WIRD DIE OPTIMIERUNG DER HERSTELLUNG DIESER VERBINDUNGEN VORGESCHLAGEN, UM IHRE ANSCHLIESSENDE VERWERTUNG UND REINIGUNG FORTZUSETZEN. DIESE NATÜRLICHEN TERPENOIDE BILDEN DIE BASISEINHEITEN (BAUSTEINE) FÜR DIE ANSCHLIESSENDE POLYMERISATION DURCH DAS FORSCHUNGSTEAM DES TEILPROJEKTS 1. (German)
9 December 2021
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León
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Identifiers
RTI2018-094840-B-C33
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