Optimización mediante ingeniería genética de la producción de 22-hidroxi-23,24- bisnorcol-4-en-3-ona en Mycolicibacterium smegmatis

La producción industrial de compuestos esteroideos C19 se lleva a cabo mediante un proceso biotecnológico utilizando fitoesteroles como sustrato y mutantes del género Mycolicibacterium, que son capaces de degradar la cadena lateral pero tienen bloqueada la degradación de los anillos esteroideos. Además de los compuestos C19, y debido a la existencia de una vía metabólica alternativa (Figura 1), se producen cantidades apreciables de un compuesto de 22 carbonos denominado 22-hidroxi-23,24-bisnorcol-4-en-3-ona (4-HBC) como subproducto, que presenta también interés industrial ya que se emplea como precursor para la síntesis de progesterona. El objetivo de este trabajo era el de encontrar los genes responsables de la vía alternativa para abordar la producción de 4-HBC mediante el diseño de nuevas cepas. Utilizando la cepa Mycolicibacterium smegmatis como modelo, hemos identificado el gen MSMEG_6561, que codifica la aldolasa Sal responsable de la transformación de 22-hidroxi-3-oxo-colest-4-en-24-carboxil-CoA (22-OH-BCN-CoA) en (20S)-3-oxegn-4- oxoprene-20-aldehído-carboxaldehído (3-OPA) [1], que posteriormente es reducido a 4-HBC por la reductasa mnOpccR, según resultados obtenidos en M. neoaurum [2]. Con el fin de mejorar el rendimiento de producción del esteroide 4-HBC, los genes MSMEG_6561 y MSMEG_1623 (que codifica una posible reductasa similar a mnOpccR, llamada msOpccR) se expresaron en trans en una cepa productora de 4-HBC que también acumula esteroides C19 como subproducto.