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El crecimiento y diversificación de las líneas de investigación del grupo "Biotecnología para biomasa lignocelulósica" ha llevado a la creación de este nuevo grupo, vertebrado en torno a dos líneas principales, cuyo objetivo es estudiar la bioconversión de residuos con enzimas o células microbianas. Las Dras. Mª Jesús Martínez y Alicia Prieto lideran estudios sobre hidrolasas implicadas en la degradación y transformación de carbohidratos y lípidos de la pared celular vegetal. Por otro lado, el Dr. Jorge Barriuso ha iniciado una prometedora línea de investigación centrada en el uso de hongos, bacterias o consorcios microbianos, explorando la formación de biofilms y la cooperación entre especies mediada por quorum sensing.
Desde los pilares de la ciencia básica, nuestro grupo quiere contribuir al establecimiento de bioprocesos limpios basados en el aprovechamiento de materias primas secundarias, p. ej., residuos agroindustriales y plásticos, para el desarrollo sostenible. Con nuestra investigación queremos ayudar a disminuir el consumo de recursos fósiles y el calentamiento global, al desarrollo de bioprocesos limpios y no contaminantes, y al aprovechamiento y reutilización de residuos de acuerdo con los conceptos de biorrefinería y de economía circular.
La dilatada experiencia del grupo en el descubrimiento y caracterización molecular, bioquímica y cinética de hidrolasas fúngicas nativas y recombinantes ha permitido mejorar sus propiedades catalíticas, mediante ingeniería de proteínas, para aplicaciones concretas. En cuanto al uso de microorganismos en biotransformaciones complejas, tras seleccionar estirpes concretas en función de su arsenal enzimático y metabólico, se analiza su capacidad para degradar diversos sustratos y producir compuestos de valor añadido, establecer consorcios, formar biofilms catalíticos y establecer relaciones de cooperación mediante mecanismos de quorum sensing. El estudio individual y pormenorizado de estos aspectos es crucial para encontrar soluciones biotecnológicas a algunos de los grandes desafíos sociales a los que nos enfrentamos.
En todos nuestros proyectos, la biocatálisis pretende reemplazar procesos contaminantes, produciendo, en algunos casos, compuestos imposibles de obtener químicamente, contribuyendo al desarrollo de procesos sostenibles. Las aplicaciones más relevantes están relacionadas con la producción enzimática de biocombustibles de segunda y tercera generación, y de productos de valor añadido como oligosacáridos prebióticos, derivados bioactivos de lípidos o azúcares, aromas y saborizantes. Entre los hallazgos más recientes, destacar la producción de bioplásticos (PHAs) a partir de residuos lignocelulósicos utilizando consorcios microbianos, lo que dio lugar a una patente, transferida a la empresa, y a la creación de la spin-off Microbial Biosystems S.L.
El grupo participa además en dos Plataformas Temáticas Interdisciplinares (PTI) del CSIC: i) "Plásticos Sostenibles para una Economía Circular" (SusPlast), iniciada en marzo de 2019, cuyo objetivo es desarrollar actividades de investigación e innovación, enfocadas hacia procesos de producción de plásticos y su reciclaje. En este sentido, varios proyectos vigentes abordan la producción de bioplásticos (PLA, PHAs, PEF) a partir de fuentes renovables y la degradación eficiente de plásticos convencionales (PE, PET) mediante estrategias biotecnológicas; ii) PTI+TransEner (Programa de Producción de Energía e Hidrógeno Verde) que, en colaboración con el sector industrial, desarrollará conocimiento que impulse la transición energética. Esta nueva plataforma pretende dar un salto, cualitativo y cuantitativo, en la capacidad que posee el CSIC para el desarrollo de tecnologías de producción de biocombustibles renovables y sostenibles para el transporte marítimo y aéreo. En el marco de esta plataforma se construirá en el CIB una planta para producir, a escala piloto, etanol de segunda generación a partir de residuos lignocelulósicos.
También participamos en la infraestructura de investigación europea IBISBA, cuyo objetivo es dar acceso a una red de laboratorios que aceleren la implantación de la Biología Sintética y la Biotecnología Blanca en el desarrollo de bioprocesos industriales, y representa la fase preparatoria de una ESFRI europea.
Estructura cristalográfica de una esterol esterasa/lipasa versátil fúngica que cataliza eficientemente reacciones de esterificación y transesterificación
Miembros
| Alicia María Prieto Orzanco |
| Jorge Barriuso Maicas |
| María Jesús Martínez Hernández |
| Isabel de la Torre Pascual |
| Felipe de Salas de la Cuadra |
| Juan Antonio Mendez Liter |
| Ignacio Baquedano Mozos |
| David Sanz Mata |
| Lara Bejarano Muñoz |
| Carlos Murguiondo Delgado |
| Ana Pozo Rodriguez |
| Irene Cano Sánchez |
| Diego Crespo Roche |
| Francisco Javier Molpeceres Garcia |
| Alejandro Garcia Miro |
| Jorge Jaime Muñoz Triviño |
| Pablo Gonzalez Navarro |
| Jihen Benali |
| Daniel Gonzalez Garcia |
| Retzep Rousti |
| Nicole Harris |
Publicaciones seleccionadas
Santos-Pascual, R, Campoy, I, Sanz Mata, D, Martínez, MJ, Prieto, A, Barriuso, J [2023]. Deciphering the molecular components of the quorum sensing system in the fungus
Méndez-Líter, JA, de Eugenio, LI, Nieto-Domínguez, M, Prieto, A, Martínez, MJ [2023]. Expression and characterization of two α-l-arabinofuranosidases from Talaromyces amestolkiae: Role of these enzymes in biomass valorization. Int. I. Mol. Sci. 24:11997
de Eugenio, LI, Murguiondo, C, Galea-Outon S, Prieto, A, Barriuso J [2023]. Lactobacteria consortia and enzymatic catalysis for polylactic acid production. J. Fungi 9: 342
Méndez-Líter JA, Pozo-Rodríguez A, Madruga E, Rubert M, G. Santana A, de Eugenio LI, Sánchez C, Martínez A, Prieto A, and Martínez MJ [2022]. Glycosylation of epigallocatechin gallate by engineered glyco-side hydrolases from Talaromyces amestolkiae: potential anti-proliferative and neuroprotective effect of these molecules
Pozo-Rodríguez A, Méndez-Liter JA, de Eugenio LI, Nieto-Domínguez M, Calviño E, Cañada FJ, Prieto A, Martínez MJ [2022]. A Fungal Versatile GH10 Endoxylanase and Its Glycosynthase Variant : Synthesis of Xylooligosaccharides and Glycosides of Bioactive Phenolic Compounds. Int. J. Mol. Sci. 1–20. doi.org/10.3390/ ijms23031383
Méndez-Liter JA, Csarman F, de Eugenio LI, Mínguez N, Plou FJ, Prieto A, Ludwig R, Martínez MJ [2021]. Lytic Polysaccharide Monooxygenase from Talaromyces amestolkiae with an Enigmatic Linker-like Region : The Role of This Enzyme on Cellulose Saccharification. 2021;22:13611. https://doi.org/10.3390/ijms222413611
de Eugenio LI, Peces-Pérez R, Linde D, Prieto A, Barriuso J, Ruiz-Dueñas FJ and Martínez MJ [2021]. Characterization of a Dye-Decolorizing Peroxidase from Irpex lacteus Expressed in Escherichia coli: An Enzyme with Wide Substrate Specificity Able to Transform Lignosulfonates. J. Fungi 7:325
Molina-Gutiérrez M, Rodríguez-Sánchez L, Doñoro C, Martínez MJ, Prieto A [2021]. Sustainable and Green Synthesis of Stanol Esters from Oil Wastes. J Agric Food Chem. 69:286–93. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.0c06581
Murguiondo C, Mestre A, Mendez-Liter JA, Nieto-Dominguez M, de Eugenio LI, Molina-Gutierrez M, Martinez MJ Prieto A [2021]. Enzymatic glycosylation of bioactive acceptors catalyzed by an immobilized fungal beta-xylosidase and its multi-glycoligase variant. Int. J. Biol. Macromol. 167: 245-254. DOI:10.1016/j.ijbiomac.2020.11.069
Ruiz A, Herráez M, Costa‐Gutierrez SB, Molina‐Henares MA, Martínez MJ, Espinosa‐Urgel M, Barriuso J [2021]. The architecture of a mixed fungal–bacterial biofilm is modulated by quorum‐sensing signals. Environ. Microbiol. doi: 10.1111/1462-2920.15444
Rodríguez-Salarichs J, García de Lacoba M, Prieto A, Martínez MJ and Barriuso J [2021]. Versatile Lipases from the Candida rugosa-like Family: A Mechanistic Insight Using Computational Approaches. J. Chem. Inf. Model. 61:913–920
Nieto-Domínguez M, Fernández de Toro B, de Eugenio LI, Santana AG, Bejarano-Muñoz L, Armstrong Z, Méndez-Líter JA, Asensio JL, Prieto A, Withers SG, Cañada FJ and Martínez MJ [2020]. Thioglycoligase derived from fungal GH3 β-xylosidase is a multi-glycoligase with broad acceptor tolerance. Nat. Commun. 11:4864
Méndez-Líter JA, Nieto-Domínguez M, Fernández de Toro B, González Santana A, Prieto A, Asensio JA, Cañada FJ, de Eugenio LI and Martínez MJ [2020]. A glucotolerant β-glucosidase from the fungus Talaromyces amestolkiae and its conversion into a glycosynthase for glycosylation of phenolic compounds. Microb. Cell Fact. 19:127
Méndez-Líter JA, Tundidor I, Nieto-Domínguez M, Fernández de Toro B, González Santana A, de Eugenio LI, Prieto A, Asensio JL, Cañada FJ, Sánchez C and Martínez MJ [2019]. Transglycosylation products generated by Talaromyces amestolkiae GH3 β-glucosidases: effect of hydroxytyrosol, vanillin and its glucosides on breast cancer cells. Microb. Cell Fact. 18:97
M. Nieto-Dominguez, J. A. Martinez-Fernandez, B. F. De Toro, J. A. Mendez-Liter, F. J. Cañada, A. Prieto, L. I. De Eugenio & M. J. Martinez [2019]. Exploiting xylan as sugar donor for the synthesis of an antiproliferative xyloside using an enzyme cascade. Microb. Cell. Fact., 18(1). doi: 10.1186/s12934-019-1223-9
Fondos
La financiación pública (EU y nacional) aparece recogida en la lista siguiente que incluye: i) Título del proyecto, ii) IP (o coordinador); iii) Subvención; iv) Entidad financiadora y referencia; y v) Duración.
A. Proyectos financiados más recientes:
1) Hidroponía microbiana: Electrobiosíntesis circular y sostenible (Mi-HY,UE HORIZON-EIC-2022-PATHFINDERCHALLENGES-01,101114746, 2023-27)
4) Producción de biofuels a partir de la fermentación de "Syngas" para su uso en combustibles marítimos y de aviación (BioSFerA, H2020-LC-SC3-2019-NZE-RES-CC-884409, 2020-24)
10.Glicosil hidrolasas y otras enzimas auxiliares para la producción de compuestos de valor añadido (GLYSUS, RTI2018-093683-B-I00, 2019-2021)