fermentaciÓn y bioprocesamiento de proteÍnas … · ampicilina d +4ºc iptg e +4ºc tampón de...

12
FERMENTACIÓN Y BIOPROCESAMIENTO DE PROTEÍNAS CROMOGÉNICAS Ref.ED-305 5 grupos de estudiantes 1. OBJETIVO DEL EXPERIMENTO Este kit abarca prácticamente todas las etapas que tiene lugar en un la obtención de un producto de interés mediante la biotecnología. El bioprocesamiento es la producción y el aislamiento de los productos deseados a partir de las células vivas. En esta introducción al bioprocesamiento, los estudiantes utilizarán fermentadores a pequeña escala para producir proteínas cromogénicas utilizando Escherichia coli. Los extractos de proteínas se separarán mediante cromatografía en columna para analizar el éxito del proceso de fermentación. Finalmente, las soluciones de proteína se examinarán mediante electroforesis en gel de poliacrilamida SDS para determinar la pureza de las proteínas cromogénicas. 2. COMPONENTES para 5 grupos de estudiantes COMPONENTES CONSERVACIÓN BactoBeads ™ con plásmido púrpura A +4ºC BactoBeads ™ con plásmido rosa B +4ºC Medio de crecimiento LB C +4ºC Ampicilina D +4ºC IPTG E +4ºC Tampón de extracción de proteínas F +4ºC Tampón de Lavado G +4ºC Tampón de Elución H +4ºC Matriz de intercambio iónico I Temperature ambiente Marcador de proteínas estándar J -20ºC Solución glicerol 50% K -20ºC Solución desnaturalizante de proteínas L -20ºC Pipetas de transferencia Pipetas de transferencia estériles Micortubos de 1.5 y 2.0 ml Tubos de centrifuga de 15 y 50 ml Columnas de cromatografía Papel de pH Tampón de electroforesis tris-glicina-SDS Método de tinción Protein InstaStain Practice Gel Loading Solution

Upload: others

Post on 11-Mar-2020

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: FERMENTACIÓN Y BIOPROCESAMIENTO DE PROTEÍNAS … · Ampicilina D +4ºC IPTG E +4ºC Tampón de extracción de proteínas F +4ºC Tampón de Lavado G +4ºC ... Espectrofotómetro

FERMENTACIÓN Y BIOPROCESAMIENTO DE

PROTEÍNAS CROMOGÉNICAS

Ref.ED-305

5 grupos de estudiantes

1. OBJETIVO DEL EXPERIMENTO

Este kit abarca prácticamente todas las etapas que tiene lugar en un la

obtención de un producto de interés mediante la biotecnología.

El bioprocesamiento es la producción y el aislamiento de los productos

deseados a partir de las células vivas. En esta introducción al

bioprocesamiento, los estudiantes utilizarán fermentadores a pequeña

escala para producir proteínas cromogénicas utilizando Escherichia coli. Los

extractos de proteínas se separarán mediante cromatografía en columna

para analizar el éxito del proceso de fermentación. Finalmente, las

soluciones de proteína se examinarán mediante electroforesis en gel de

poliacrilamida SDS para determinar la pureza de las proteínas

cromogénicas.

2. COMPONENTES para 5 grupos de estudiantes

COMPONENTES CONSERVACIÓN

BactoBeads ™ con plásmido púrpura A +4ºC

BactoBeads ™ con plásmido rosa B +4ºC

Medio de crecimiento LB C +4ºC

Ampicilina D +4ºC

IPTG E +4ºC

Tampón de extracción de proteínas F +4ºC

Tampón de Lavado G +4ºC

Tampón de Elución H +4ºC

Matriz de intercambio iónico I Temperature ambiente

Marcador de proteínas estándar J -20ºC

Solución glicerol 50% K -20ºC

Solución desnaturalizante de proteínas L -20ºC

Pipetas de transferencia

Pipetas de transferencia estériles

Micortubos de 1.5 y 2.0 ml

Tubos de centrifuga de 15 y 50 ml

Columnas de cromatografía

Papel de pH

Tampón de electroforesis tris-glicina-SDS

Método de tinción Protein InstaStain

Practice Gel Loading Solution

Page 2: FERMENTACIÓN Y BIOPROCESAMIENTO DE PROTEÍNAS … · Ampicilina D +4ºC IPTG E +4ºC Tampón de extracción de proteínas F +4ºC Tampón de Lavado G +4ºC ... Espectrofotómetro

2.1 Material requerido y no suministrado

Micropipetas volumen variable 5-50 ul y 20-200 ul

Centrifuga de alta velocidad 10.000 x g

Cubeta de electroforesis en gel vertical y fuente de alimentación

Contenedor de residuos.

Placa de agitación y agitadores.

Termómetros.

Probetas.

Matraces Erlenmeyer.

Etanol al 70%.

Agua destilada.

Espectrofotómetro y cubetas.

Vortex.

Papel de aluminio.

Marcadores de laboratorio.

Baño de agua.

3 geles de poliacrilamida.

Ácido acético glacial

Metanol.

Bomba de aire (opcional)

Estufa incubadora con incubación (opcional)

Autoclave (opcional).

3. INTRODUCCIÓN

Durante más de 6000 años, el proceso de fermentación se ha utilizado para la

conservación de alimentos. Sin embargo, no fue hasta 1850 que los microbiólogos,

incluido Louis Pasteur, demostraron que los microorganismos eran los agentes

responsables de la fermentación. Desde entonces, los investigadores han descubierto

que la fermentación es el resultado de que estos microorganismos rompan los

enlaces químicos de las moléculas de azúcar y almidón para crear energía. Los

subproductos de este proceso (por ejemplo, ácido láctico, etanol y ácido acético)

producen alimentos básicos que incluyen yogurt, pan y vino.

Las tecnologías actuales han ampliado la utilidad de la fermentación, que ahora se

puede explotar para fabricar productos tan diversos como biocombustibles,

biofarmacéuticos y productos químicos finos. Hoy en día, los estudios sobre el

proceso de fermentación continúan produciendo nuevos y emocionantes avances. Por

ejemplo, los genetistas microbianos han identificado nuevas cepas de

microorganismos que crecen más rápido y generan una gran variedad de vitaminas o

antibióticos. La ingeniería genética y el ADN recombinante han permitido a los

científicos producir grandes cantidades de proteínas importantes, convirtiendo las

células en fábricas vivas. La insulina, que es una hormona utilizada para controlar la

diabetes, fue el primer medicamento para uso humano que se produjo mediante

ingeniería genética. Los medicamentos recombinantes, como los antibióticos, el

interferón y el factor VIII de coagulación sanguínea, han ayudado a salvar millones

de vidas y mejorado la calidad de vida de millones más.

Page 3: FERMENTACIÓN Y BIOPROCESAMIENTO DE PROTEÍNAS … · Ampicilina D +4ºC IPTG E +4ºC Tampón de extracción de proteínas F +4ºC Tampón de Lavado G +4ºC ... Espectrofotómetro

En la actualidad, los productos de fermentación comercialmente relevantes

generalmente se clasifican en uno de cuatro grupos:

1. Metabolitos producidos naturalmente por las células microbianas:

a. Metabolitos primarios que se producen durante el crecimiento, desarrollo o

reproducción normales de un organismo: por ejemplo, etanol, ácido cítrico, lisina,

vitaminas, polisacáridos.

b. Metabolitos secundarios que son producidos por un organismo, pero que no son

necesarios para su crecimiento normal,desarrollo, o reproducción: por ejemplo,

producción de antibióticos.

c. Enzimas producidas naturalmente por las células microbianas: por ejemplo,

amilasa, proteasa, pectinasa, celulasa, lipasa, lactasa, estreptoquinasa.

2. Proteína recombinante expresada por células microbianas: por ejemplo, insulina,

interferón, factor VIII de coagulación, vacuna de la Hepatitis B.

3. Compuestos químicos modificados por microbios (bioconversión): por ejemplo,

biotransformación de esteroides.

4. Las propias células microbianas: por ejemplo, extractos de levadura de células

enteras, levadura de panadería, Lactobacillus, E. coli.

La demanda de estos productos ha fomentado el desarrollo de nuevas tecnologías

para la ingeniería genética, la fermentación y la purificación de biomoléculas.

ENTENDIENDO EL CRECIMIENTO MICROBIANO

La fermentación requiere condiciones de crecimiento que proporcionen a las células

oxígeno, agua, minerales esenciales y fuentes de carbono y nitrógeno. Debido a que

cada organismo tiene diferentes requisitos físicos y químicos para el crecimiento, la

formulación puede variar mucho dependiendo del organismo y el proceso. En una

fermentación natural, las condiciones de crecimiento son proporcionadas por la

fuente de alimento que se fermenta. Por el contrario, los científicos pueden fabricar

cuidadosamente los medios de crecimiento para optimizar las condiciones y

maximizar el rendimiento en un experimento de bioprocesamiento.

El crecimiento microbiano no ocurre inmediatamente después de la inoculación del

medio nutriente seleccionado. Un período posterior a la inoculación, llamado fase de

retardo, permite que las células se adapten al nuevo entorno al sintetizar los factores

necesarios para el crecimiento y la división celular. Una vez aclimatados a las

condiciones de crecimiento, los microbios entran en la fase logarítmica, el tiempo

durante el cual las células crecen y la división ocurre a un ritmo exponencial. Esta es

la etapa óptima para aplicaciones de bioprocesamiento, ya que la maquinaria

biológica dentro de las células está preparada para un rápido crecimiento y expresión

de proteínas. Finalmente, la tasa de crecimiento dentro de un cultivo disminuye

debido a la menor disponibilidad de nutrientes, y una mayor concentración de los

compuestos tóxicos hacen que algunas células mueran. Cuando la tasa de muerte

celular es igual a la tasa de crecimiento celular, el cultivo ha entrado en lo que se

conoce como fase estacionaria. El cultivo persistirá en fase estacionaria hasta que se

agoten los nutrientes o hasta que las toxinas en el cultivo produzcan lisis celular. En

este punto, las células entran en la fase de muerte y mueren a una velocidad

exponencial (Figura 1).

Page 4: FERMENTACIÓN Y BIOPROCESAMIENTO DE PROTEÍNAS … · Ampicilina D +4ºC IPTG E +4ºC Tampón de extracción de proteínas F +4ºC Tampón de Lavado G +4ºC ... Espectrofotómetro

FERMENTADORES O BIOREACTORES

En la práctica, la fermentación requiere la cuidadosa selección de las condiciones de

cultivo para mantener las células en un estado favorable que permita la producción

del producto deseado. Las células se cultivan en un equipo conocido como

fermentador (o biorreactor), que está equipado con sensores que monotorizan

continuamente las condiciones ambientales durante el proceso de fermentación

(Figura 2). Esta información se usa para optimizar las condiciones de cultivo. Algunos

de los factores que los fermentadores pueden controlar incluyen la temperatura, los

niveles de oxígeno, el pH, los agentes antiespumantes y la velocidad de mezcla.

Los fermentadores se pueden usar para cultivar cultivos en escalas muy diferentes.

Si bien se pueden cultivar pequeños cultivos (1-10 litros), los fermentadores son

especialmente útiles para volúmenes de cultivo muy grandes (> 1.000 litros). Sin

embargo, no se puede iniciar una reacción de fermentación a gran escala en un

volumen tan grande. En cambio, se cultiva un cultivo "stock" muy pequeño (5-10 ml)

de células, que luego se usa para inocular un volumen algo mayor (200 a 1.000 ml)

de medio fresco. Cuando estos cultivos alcanzan el crecimiento de la fase

logarítmica, a su vez, se utilizan para inocular un volumen aún mayor (10 a 100

litros) en un fermentador de semillas. Como su nombre indica, el cultivo de semillas

se usa para "sembrar" -o servir como fuente inicial de células para-el cultivo final,

cultivado en un fermentador de producción (de 1,000 a 100,000 litros).

Existen tres tipos principales de sistemas de fermentación: por lotes, alimentados

por lotes o continuos (Figura 3). En la fermentación discontinua, el método más

básico, se inocula el medio de crecimiento estéril y se procede la fermentación sin

ninguna adición o eliminación del medio. Desafortunadamente, la fermentación

discontinua puede conducir a la acumulación de toxinas y al agotamiento de

nutrientes, lo que puede retrasar el crecimiento del cultivo. Para contrarrestar la

depleción de nutrientes, la fermentación discontinua se basa en la adición de medio

de crecimiento fresco en diferentes momentos; sin embargo, no se elimina ningún

medio de crecimiento hasta el final del proceso. Durante la fermentación continua, se

agrega medio de crecimiento fresco mientras se elimina el cultivo utilizado. Esta

reposición de nutrientes asegura que el cultivo permanezca en fase logarítmica, lo

que permite una producción máxima del producto.

Page 5: FERMENTACIÓN Y BIOPROCESAMIENTO DE PROTEÍNAS … · Ampicilina D +4ºC IPTG E +4ºC Tampón de extracción de proteínas F +4ºC Tampón de Lavado G +4ºC ... Espectrofotómetro

Una vez que se completa la fermentación, las biomoléculas deseadas se deben

recolectar del cultivo. Esta práctica se conoce como bioprocesamiento. Algunas

veces, la molécula producto puede ser secretada directamente en el medio por las

células. Sin embargo, si la molécula se retiene intracelularmente, las mismas células

deben "romperse" o romperse para liberar la molécula de interés para la

recuperación. Una vez que el producto está disponible en el medio, se puede separar

fácilmente de las células o sus desechos mediante centrifugación o filtración. Cuando

se purifica, el producto puede finalmente utilizarse con fines comerciales y / o

industriales (resumidos en la Figura 4).

UTILIZACIÓN DE PROTEÍNAS “REPORTER” EN BIOTECNOLOGÍA

Las proteínas indicadoras fluorescentes se han convertido en una herramienta

esencial en Biología Molecular Y Celular. La mejor proteína fluorescente conocida es

la proteína fluorescente verde (o GFP), posee la capacidad de absorber la luz azul y

emitir luz verde en respuesta sin la necesidad de ningún substrato especial adicional,

productos genéticos, o cofactores. Las proteínas fluorescentes se han convertido en

una herramienta esencial en la biología celular y molecular. Usando estrategias de

clonación de ADN, las proteínas pueden "etiquetarse" con proteínas fluorescentes y

luego expresarse en las células. Estas etiquetas simplifican la purificación porque las

proteínas fluorescentes se pueden rastrear con luz UV.

Una de las aplicaciones más útiles de las proteínas fluorescentes es como

herramienta de visualización durante los estudios de microscopía fluorescente.

Usando ténicas de ingenierías genéticas los científicos han introducido la secuencia

de ADN en otros organismos, incluidos E.coli y el nematodo Caenorhabditis elegans.

Recientemente, los biólogos sintéticos han diseñado una variedad de proteínas que

se utilizarán en lugar de la GFP. En primer lugar, los científicos buscaron en una base

de datos de secuencias de ADN para identificar los genes que se predijo que

producirían proteínas coloreadas. Fragmentos de estos genes se vincularon para

crear pequeñas proteínas quiméricas (alrededor de 27 kilodaltons en masa). Estos

nuevos genes se clonaron en un plásmido y se transformaron en E. coli.

Curiosamente, además de una variedad de proteínas fluorescentes, los científicos

también descubrieron varios genes que producían células altamente pigmentadas.

Estas proteínas cromogénicas eran visibles a simple vista, lo que significa que no era

necesaria una fuente de luz ultravioleta o un microscopio de fluorescencia para la

visualización. Las proteínas cromogénicas ya se utilizan en biotecnología como

controles para la expresión de proteínas y como marcadores visuales para la

purificación de proteínas.

EXPRESIÓN DE PROTEÍNAS RECOMBINANTES EN CÉLULAS MICROBIANAS

La fabricación de productos proteínicos en microbios es una aplicación

extremadamente importante de la ingeniería genética. Usando tecnología de ADN

recombinante, los científicos copian genes específicos y los insertan en un plásmido,

que es un fragmento de ADN extracromosómico pequeño que propagan las bacterias.

El gen puede luego transcribirse mediante ARN polimerasa y traducirse en proteína,

después de lo cual se recoge de las células.

Muchas veces, la expresión de nuestro gen de interés está bajo el control de un

promotor inducible. Estos promotores solo son activos en presencia de una molécula

particular, como arabinosa, tetraciclina o isopropil-ß-D-thiogalactopyrano-side

(IPTG). En este experimento, la cepa bacteriana del huésped utilizada para la

expresión de proteínas ha sido genéticamente modificada para contener el gen de

una ARN polimerasa especial (T7), que está bajo el control del promotor lac. En

circunstancias normales, una proteína llamada represor lac se une al promotor lac y

bloquea la transcripción de la proteína cromogénica. El represor Lac está inactivado

en presencia de IPTG, que permite la expresión de la polimerasa T7.

Page 6: FERMENTACIÓN Y BIOPROCESAMIENTO DE PROTEÍNAS … · Ampicilina D +4ºC IPTG E +4ºC Tampón de extracción de proteínas F +4ºC Tampón de Lavado G +4ºC ... Espectrofotómetro

La ARN polimerasa T7 luego reconoce el promotor T7 en el plásmido, transcribiendo

selectivamente grandes cantidades de pChromoPink o pChromoPurple mRNA. El

ARNm se traduce para producir las proteínas cromogénicas rosas y púrpuras (Figura

5).

CROMATOGRAFÍA DE INTERCAMBIO IÓNICO

Después de expresar con éxito la proteína, el paso final de la mayoría de los

experimentos de bioprocesamiento implica la purificación. En este experimento, las

proteínas cromógenas se purificarán usando cromatografía de intercambio iónico.

Este proceso usa una matriz cargada permanentemente para unir débilmente las

moléculas objetivo. La mayoría de los compuestos biológicos tienen carga positiva o

negativa cuando se exponen a un pH en el rango de 2-10. El lisado celular crudo se

pasa sobre la matriz en una columna, permitiendo que cualquier molécula cargada

adecuadamente se una. Las proteínas y otras moléculas que no se unen son luego

eliminadas. Finalmente, las proteínas restantes se eluyen con un tampón iónico que

elimina las moléculas cargadas de la matriz.

En este experimento, los estudiantes explorarán la fermentación y el

bioprocesamiento de las proteínas cromogénicas y púrpuras. Las proteínas

cromogénicas se expresarán cultivando E. coli transformada en un fermentador de

pequeña escala. La producción de la proteína se inducirá utilizando IPTG, y las

condiciones de cultivo se controlarán para optimizar la producción de las proteínas.

Las células se recogerán del fermentador y las proteínas cromogénicas se aislarán y

purificarán usando cromatografía de intercambio iónico. Finalmente, se realizará

electroforesis en gel de SDS-poliacrilamida (SDS-PAGE) para determinar la pureza de

la proteína purificada.

4. DESCRIPCIÓN DEL EXPERIMENTO

El bioprocesamiento es la producción y el aislamiento de los productos

deseados a partir de las células vivas. En esta introducción al

bioprocesamiento, los estudiantes utilizarán fermentadores a pequeña

escala para producir proteínas cromogénicas utilizando Escherichia coli. Los

extractos de proteínas se separarán mediante cromatografía en columna

para analizar el éxito del proceso de fermentación. Finalmente, las

soluciones de proteína se examinarán mediante electroforesis en gel de

poliacrilamida SDS para determinar la pureza de las proteínas

cromogénicas.

Page 7: FERMENTACIÓN Y BIOPROCESAMIENTO DE PROTEÍNAS … · Ampicilina D +4ºC IPTG E +4ºC Tampón de extracción de proteínas F +4ºC Tampón de Lavado G +4ºC ... Espectrofotómetro

ETAPAS EXPERIMENTALES

4.1 Precauciones

IMPORTANTE: Este experimento contiene antibióticos que se utilizan para

mantener los cultivos libres de contaminación. Los estudiantes que tienen

alergias a los antibióticos, incluida AMPICILLINA, no deben participar en

este experimento.

1. Llevar gafas y guantes de laboratorio mientras se trabaja.

2. NO PIPETEAR CON LA BOCA, utilizar los dispositivos adecuados.

3. Extremar las precauciones cuando se trabajan con equipos que utilizan

conjuntamente calor y mezcla de reactivos.

4. Lavarse las manos con jabón y agua después de haber trabajado en el laboratorio o

utilizado reactivos o materiales biológicos.

5. La bacteria E. coli utilizada en este experimento no se considera patógena.

Aunque rara vez se relaciona con alguna enfermedad en individuos sanos, es una

buena práctica seguir pautas simples de seguridad en el manejo y eliminación de

materiales contaminados con bacterias.

6. Deseche correctamente los materiales después de completar el experimento:

a) Limpie la mesa de laboratorio con una solución de lejía al 10% o un desinfectante

de laboratorio.

b) Todos los materiales, incluidas las pipetas, las pipetas de transferencia, asas de

siembra y los tubos, que entran en contacto con bacterias deben desinfectarse antes

de desecharlos en la basura. Desinfecte los materiales tan pronto como sea posible

después de su uso de una de las siguientes maneras:

CRECIMIENTO “OVERNIGHT” DEL CULTIVO

SEMILLA

AÑADIR EL CULTIVO DE SEMILLA AL FERMENTADOR

RECOLECCIÓN DE LAS MUESTRAS Y MEDICIÓN DEL pH y DO

LISAR LAS MUESTRAS

PURIFICACIÓN DE PROTEÍNAS CROMOGÉNICAS

ANÁLISIS DE RESULTADOS POR SDS-PAGE

Page 8: FERMENTACIÓN Y BIOPROCESAMIENTO DE PROTEÍNAS … · Ampicilina D +4ºC IPTG E +4ºC Tampón de extracción de proteínas F +4ºC Tampón de Lavado G +4ºC ... Espectrofotómetro

Autoclave a 121 ° C durante 20 minutos.

Recoja todos los materiales contaminados en una bolsa desechable autoclavable.

Selle la bolsa y colóquela en una bandeja metálica para evitar la posibilidad de que

se derrame medio líquido o agar en la cámara del esterilizador.

Remoje en solución de lejía al 10% durante toda la noche.

Sumerja los tubos abiertos y otros materiales contaminados en un recipiente que

contenga una solución de lejía al 10%. Remoje los materiales durante toda la noche

y luego deséchelos. Use guantes y gafas cuando trabaje con lejía.

4.2 Preparaciones Previas

MÓDULO 1. PRODUCCCIÓN PROTEÍNAS CROMOGÉNICAS Cada grupo recibe : 1 frasco Erlenmeyer de 500 ml; 4 pipetas de transferencia; 4

tubos de centrifuga de 15 ml y 1 tubo IPTG.

PREPARACIÓN FERMENTADORES

Cada grupo mantendrá un fermentador en un matraz. Recomendamos el uso de

frascos de 500 ml con 250 ml de medio, aunque pueden usarse matraces y

volúmenes más pequeños. Siempre asegúrese de que el matraz contenga espacio

adecuado para la aeración; recomendamos llenar los matraces a no más del 50% de

su capacidad.

ESTERILIZACIÓN MATERIAL DE LABORATORIO

El éxito de la fermentación depende en gran medida de mantener los cultivos de

bacterias libres de contaminación por microorganismos como levadura, hongos y

virus. Todos los materiales que entran en contacto con los fermentadores del matraz

deben ser estériles, y las manipulaciones no deben permitir ningún vínculo directo

entre los cultivos y los entornos no estériles.

Para evitar la contaminación, los matraces, cilindros graduados y barras de agitación

utilizadas en el experimento debe ser esterilizado. Se pueden utilizar muchas

técnicas diferentes para esterilizar el equipo. Consulte con los fabricantes para

garantizar el calor o la resistencia química antes de seleccionar el método.

Page 9: FERMENTACIÓN Y BIOPROCESAMIENTO DE PROTEÍNAS … · Ampicilina D +4ºC IPTG E +4ºC Tampón de extracción de proteínas F +4ºC Tampón de Lavado G +4ºC ... Espectrofotómetro

Autoclave: Autoclave a 121 ° C durante 15 minutos. NOTA: La cinta indicadora de

autoclave debe usarse para garantizar que se hayan alcanzado las temperaturas

adecuadas.

Calor seco (cocción): coloque los componentes en un horno precalentado a 170 ° C y

hornee por 60 minutos. Retire con cuidado el equipo y cubra las aberturas con papel

de aluminio cuando aún esté caliente.

Limpieza con alcohol: Enjuague con etanol al 70%, asegurando la cobertura de todas

las superficies. Permita que el equipo se seque al aire antes de cubrir cualquier

abertura con papel de aluminio.

PREPARACIÓN DEL MEDIO DE CRECIMIENTO LB

El medio de crecimiento LB se puede preparar hasta 48 horas antes de comenzar el

experimento. El concentrado de LB Growth Media (Componente C) proporcionado en

este kit es estéril. Se puede comprar agua destilada o se puede hervir brevemente

agua del grifo para esterilizar antes de preparar los medios finales.

1. Siga la tabla para PREPARAR los medios que se necesitan para el experimento.

NOTA: Recomendamos 5 grupos con cultivos de 250 ml cada uno, pero se pueden

usar fermentadores más pequeños si es necesario. Los medios pueden mezclarse en

volúmenes individuales o como un gran volumen y luego dividirse en alícuotas.

2. DISPENSAR 250 ml de medio en 5 matraces estériles. Retenga el medio restante

para preparar cultivo semillas y para la medida de blancos en los

espectrofotómetros.

3. AGREGAR 0,6 ml de agua estéril al tubo de ampicilina (componente D). Invierta

para mezclar.

4. AGREGAR 0,1 ml de la solución de ampicilina a cada matraz de 250 ml de medio.

Agite para mezclar. Guarde la ampicilina restante a 4 ° C para la preparación de

cultivos de semillas.

Volumen final Agua destilada Medio crecimiento

concentrado LB (C)

375 ml 262, 5 ml 112, 5 ml

750 ml 525 ml 225 ml

1500 ml 1050 ml 450 ml

PREPARACIÓN DEL MEDIO SEMILLA

Este kit incluye bacterias que expresan proteínas cromogénicas rosadas o púrpuras.

Las dos proteínas no se separarán durante el experimento de cromatografía, por lo

que es importante que cada grupo seleccione una opción por adelantado.

1. ALIQUOTAR 125 ml de medio de crecimiento LB en dos matraces Erlenmeyer

estériles de 250 ml. GUARDE los medios restantes a 4 ° C para el Módulo IV.

2. AÑADIR 50 μl de ampicilina a los medios en cada matraz.

3. ETIQUETARcada matraz como "cultivo de semilla de proteína cromogénica

púrpura" o "cultivo semilla de proteína cromogénica rosada".

4. AÑADIR todo el contenido del vial BactoBeadsTM transformado con plásmidos de

color púrpura o rosado al matraz. Mezclar, asegurándose de que las bolitas se

disuelvan por completo. CUBRIR con papel de aluminio para prevenir la

contaminación.

5. INCUBAR los matraces durante la noche a 37 ° C en una incubadora con agitación.

NOTA: Sino se dispone de una incubadora con agitación, recomendamos agitar o

remover el cultivo a temperatura ambiente

6. ALIQUOTAR 25 ml del cultivo de siembra en tubos cónicos de 50 ml para cada

grupo de estudiantes.

5. PRÁCTICA

Page 10: FERMENTACIÓN Y BIOPROCESAMIENTO DE PROTEÍNAS … · Ampicilina D +4ºC IPTG E +4ºC Tampón de extracción de proteínas F +4ºC Tampón de Lavado G +4ºC ... Espectrofotómetro

Marcar 4 pipetas de transferencia de la siguiente forma:

(-) Negativo

(+) Positivo

D1 Saliva Conductor 1

D2 Saliva Conductor 2

Nota: Todas las reacciones deben realizarse a temperatura ambiente. Los

componentes almacenados en la nevera deberían ser atemperados a

temperatura ambiente antes de realizar el experimento.

5.1 Módulo 1: Estudio de las desaparición del sustrato (almidón).

1. Colocar una pieza de la placa suministrada como se indica a continuación. Marcar

los 4 pocillos como se muestra en la figura y con el nombre o número del grupo de

trabajo.

(-) Negativo

(+) Positivo

D1 Saliva Conductor 1

D2 Saliva Conductor 2

Evitar las contaminaciones cruzadas utilizando una punta nueva si se usa

una micropipeta automática para cada muestra de saliva.

2. Usando una pipeta desechable diferente o una punta de pipeta para cada muestra,

agregue 4 gotas o 50 μl de cada muestra de saliva en el pocillo debidamente

etiquetado. Por ejemplo, la muestra Saliva Control negativo en el pocillo marcado

como (-).

Repetir el mismo proceso para el Saliva Control positivo (+), Saliva Conductor 1 (D1)

y Saliva Conductor 2 (D2).

3. Use una nueva pipeta para agregar 4 gotas o 50 μl de Solución de Almidón

(Componente E) en cada uno de los pocillos.

4. Use una nueva pipeta para agregar 1 gota o 10 μl de Solución de Yodo

(Componente F) en cada uno de los pocillos.

5. Registrar los cambios que se producen en cada pocillo.

5.2 Módulo 2: Estudio de la aparición del producto (maltosa).

Page 11: FERMENTACIÓN Y BIOPROCESAMIENTO DE PROTEÍNAS … · Ampicilina D +4ºC IPTG E +4ºC Tampón de extracción de proteínas F +4ºC Tampón de Lavado G +4ºC ... Espectrofotómetro

1. Marcar 4 tubos test vacíos como sigue:

(-) Negativo

(+) Positivo

D1 Saliva Conductor 1

D2 Saliva Conductor 2

Evitar las contaminaciones cruzadas utilizando una punta nueva si se usa

una micropipeta automática para cada muestra de saliva.

2. Usando una pipeta de transferencia diferente o una punta de pipeta para cada

muestra, agregue 6 gotas o 100 μl de cada muestra de saliva en el pocillo

apropiadamente etiquetado. Por ejemplo, la muestra de Saliva Control negativo en el

pocillo marcado como (-).

Repetir el mismo proceso para el Saliva Control positivo (+), Saliva Conductor 1 (D1)

y Saliva Conductor 2 (D2).

3. Use una nueva pipeta de transferencia o punta de pipeta para agregar 6 gotas o

100 μl de Solución de Almidón a cada uno de los tubos de prueba. Mezclar bien el

tubo o pipeteando arriba y abajo (Si se dispone de vortex utilizarlo para agitar)

.Incubar los tubos a temperatura ambiente durante 5 minutos.

4. Añadir 200 μl Reactivo Color Ácido G a cada tubo. Mezclar bien el tubo o

pipeteando arriba y abajo. Incubar los tubos en agua hirviendo en un baño o vaso

durante 1 minuto. TENER PRECAUCIÓN.

5. Sacar los tubos del baño de agua y permitir que se enfríen a temperatura

ambiente.

6. Añadir 2 ml de agua destilada a cada tubo. Mezclar bien el tubo o pipeteando

arriba y abajo.

7. Registrar los cambios que se producen en cada pocillo.

6. RESULTADOS

Page 12: FERMENTACIÓN Y BIOPROCESAMIENTO DE PROTEÍNAS … · Ampicilina D +4ºC IPTG E +4ºC Tampón de extracción de proteínas F +4ºC Tampón de Lavado G +4ºC ... Espectrofotómetro

REGISTRE SUS RESULTADOS EN DIAGRAMAS COMO LOS QUE SE PRESENTAN

ABAJO.

Módulo 1: Estudio de las desaparición del sustrato (almidón)

Según su observación, ¿qué color muestra cada pozo? ¿Y cuál de los dos conductores

concluirías que se habría quedado dormido? Explique.

El nivel de amilasa salival aumenta en humanos debido a la falta de sueño.

Normalmente, una solución de almidón adquiere un color marrón oscuro (o azul)

cuando se agrega yodo. Un color marrón oscuro indica la presencia de almidón al

final de la reacción (Caso del conductor 1). Por otro lado, si la amilasa actúa sobre el

almidón, la estructura compleja del almidón se destruye y la intensidad del marrón

oscuro (o azul) se desvanece. La hidrólisis completa del almidón está indicada por un

color amarillento cuando se combina con yodo (Caso del conductor 2).

Módulo 2: Estudio de la aparición del producto (maltosa)

Según su observación, ¿qué color muestra cada pozo? ¿Y cuál de los dos conductores

concluirías que se habría quedado dormido? Explique.