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Optimización de las condiciones de producción para la obtención de proteínas totales a partir de Bacillus Thuringiensis

Abstract:

Bacillus thuringiensis (Bt) es una bacteria Gram positiva caracterizada por la producción de proteínas con actividad insecticida, como las Cry a manera de cuerpos paraesporales cristalinos durante su fase de esporulación y otro tipo de proteínas en la fase vegetativa de su crecimiento. Bt y sus toxinas se han usado en la agricultura como alternativa biológica. Las principales características de estas toxinas son su alta especificidad e inocuidad para vertebrados y otros insectos benéficos. Si bien es cierto, existen estudios que evalúan algunas condiciones para el crecimiento y la producción de sus proteínas, los resultados obtenidos han demostrado una discrepancia de datos con relación a la producción de proteínas y no se han evaluado a la vez condiciones de operación y de cultivo para la obtención de un máximo rendimiento. De ahí la importancia de establecer un protocolo optimizado para la producción de gran cantidad de toxinas de carácter proteico a partir de Bacillus thuringiensis var. kurstaki. En este trabajo se realizaron dos diseños experimentales Plackett-Burman con el fin de evaluar las variables influyentes en la producción de proteínas de Bt. En el primer Plackett Burman se obtuvieron 7 variables influyentes y en el segundo diseño, desarrollado con las mismas condiciones de las 7 variables, las concentraciones de CoCl2, FeSO4 y la temperatura resultaron estadísticamente influyentes. Se efectuaron tres Diseños Centrales Compuestos (DCC rotacional 2k) los cuales generaron tres superficies de respuesta que mostraron los valores óptimos para la producción de proteína. Mediante el modelo matemático generado por las superficies de respuesta se determinó que a una concentración de 30,83 mg L de CoCl2, 1,37 mg L de FeSO4 y a una temperatura de 34,9 grado centígrado, la producción de proteína total calculada fue máxima y tomó un valor de 4,0 mg mL. De manera experimental, al utilizar estas condiciones de cultivo y de operación, se obtuvieron concentraciones de proteína entre 3,6 y 4,5 mg mL, lo que demuestra que tanto el modelo matemático como los valores obtenidos de manera experimental son una representación aproximada de la influencia de la concentración de CoCl2, FeSO4 y la temperatura frente a la producción de proteínas totales a partir de Bacillus thuringiensis.