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237 p., El interés por las microalgas ha aumentado considerablemente en la última década, principalmente como fuente para la obtención de biocombustibles, como alternativa a los productos fósiles empleados hoy en día. Actualmente, se ha visto que a partir de biomasa microalgal no solo se pueden obtener materias primas para obtener biocombustibles, sino que también, esta biomasa es de utilidad para obtener bioproductos de interés en los sectores farmacéutico, alimentario, cosmético y de química fina, entre otros. Por lo tanto, la biomasa microalgal sería de utilidad para proporcionar de forma sostenible y renovable muchos bioproductos de interés, permitiendo conseguir energías limpias, sostenibles y renovables, además, de otros bioproductos de valor añadido limpios y biodegradables. Esto sería la base, de lo que denominamos, biorrefinería a partir de microalgas.La mayoría de los estudios realizados proponen la utilización de microalgas para la obtención de biodiesel a partir de sus triglicéridos esterificables con alcoholes (metanol o etanol). Pero la biomasa microalgal contiene muchos más compuestos útiles, además de los lípidos, como azúcares y almidones fermentables, que pueden emplearse en la obtención de bioetanol. Otros productos intracelulares también pueden emplearse en los sectores farmacéutico, cosmético, alimentario y de química fina. Está claro que, si la biomasa microalgal sólo se emplea para extraer lípidos de utilidad para obtener biodiesel, el coste económico del cultivo algal y la extracción de los lípidos, así como las infraestructuras necesarias para realizar estos procesos, no son económicamente viables, ya que son procesos costosos y que requieren energía. Por lo tanto, la solución a este inconveniente es el aprovechamiento integral de la biomasa microalgal, que puede emplearse en la obtención de muchos y diversos bioproductos de interés.En este trabajo, se han estudiado distintos métodos de cosecha de microalgas que permitan recolectar esta biomasa de l

[EN] Microalgae have features that make them ideal to produce biofuels. For instance, their starch can be used for bioethanol production. However, its degradation by glycosidases as soluble enzymes is expensive. To reduce its costs, biocatalysts can be easily recovered if they are immobilized as magnetic Cross-Linked Enzyme Aggregates (mCLEAs). This work helped characterise degradation of microalgal extracts by two glycosidases (alpha-amylase and amyloglucosidase) as soluble enzymes and as mCLEAs. Specifically, the effect of a thermal pretreatment of the microalgal extract, activation of alpha-amylase by calcium ions, and the optimum pH of activity for both types of mCLEAs was studied.

Los enzimas son piezas fundamentales en el correcto funcionamiento de cualquier sistema biológico. Gracias a su naturaleza proteica y a las estructuras tridimensionales complejas que son capaces de adoptar, estas moléculas actúan como catalizadores de reacciones químicas. L a función de los enz imas es disminuir la energía de activación de la reacción, aumentando de este modo la velocidad de reacción. L o s enzimas no alteran el balance e nergético de las reacciones en que intervienen, ni modifican, por lo tanto, el equilibrio de la reacción . Por este motivo, en las reacciones catalizadas por enzimas se observa una mayor rapidez a la hora de alcanzar el equilibrio. La ciencia que estudia l a velocidad de las reacciones químicas que son catalizadas por enzimas es la cinética enzimática , e n la cual , las moléculas sobre las que actúan los enzimas se denominan sustratos y las moléculas resultantes de la conversión productos. El estudio de la cin ética de un enzima permite explicar los detalles de su mecanismo catalítico, su papel en el metabolismo o incluso cómo se controla su actividad en la célula. Las dos propiedades más importantes a la hora de trabajar con enzimas son: el tiempo que tarda en saturarse con un sustrato en particular y la velocidad máxima de reacción que puede alcanzar. Para el estudio de estas propiedades en el laboratorio se realizan los ensayos enzimáticos. El procedimiento a seguir en estos casos es medir la aparición de un producto o la desaparición de un sustrato frente al tiempo.

El objetivo de este trabajo es sintetizar nanopartículas de magnetita con grupos hidroxilo y con grupos amino, y estudiar el uso de ambas en la cosecha de dos especies distintas de microalgas creciendo con distintas fuentes de nitrógeno.

Enzyme-catalyzed production of biodiesel is the object of extensive research due to the global shortage of fossil fuels and increased environmental concerns. Herein we report the preparation and main characteristics of a novel biocatalyst consisting of Cross-Linked Enzyme Aggregates (CLEAs) of Candida antarctica lipase B (CALB) which are covalently bound to magnetic nanoparticles, and tackle its use for the synthesis of biodiesel from non-edible vegetable and waste frying oils. For this purpose, insolubilized CALB was covalently cross-linked to magnetic nanoparticles of magnetite which the surface was functionalized with –NH2 groups. The resulting biocatalyst combines the relevant catalytic properties of CLEAs (as great stability and feasibility for their reutilization) and the magnetic character, and thus the final product (mCLEAs) are superparamagnetic particles of a robust catalyst which is more stable than the free enzyme, easily recoverable from the reaction medium and reusable for new catalytic cycles. We have studied the main properties of this biocatalyst and we have assessed its utility to catalyze transesterification reactions to obtain biodiesel from non-edible vegetable oils including unrefined soybean, jatropha and cameline, as well as waste frying oil. Using 1% mCLEAs (w/w of oil) conversions near 80% were routinely obtained at 30°C after 24 h of reaction, this value rising to 92% after 72 h. Moreover, the magnetic biocatalyst can be easily recovered from the reaction mixture and reused for at least ten consecutive cycles of 24 h without apparent loss of activity. The obtained results suggest that mCLEAs prepared from CALB can become a powerful biocatalyst for application at industrial scale with better performance than those currently available.

Este trabajo se centra en la inmovilización de la lipasa B de Candida antarctica en nanopartículas magnéticas y la posterior caracterización cinética de su actividad sintética en medios orgánicos para la pr oducción de biodiesel. La historia del biodiesel comienza en 1893, cuando Rudolph Diesel, el padre del motor diésel, puso en marcha el primer motor de este tipo. Más tarde, en 1900, Diesel ganó el Grand Prix en la Feria Mundial de París con su m otor impulsado por un biodiesel de aceite de cacahuete. En 1903, además, comenzó la producción del Modelo T de Henry Ford, diseñado para utilizar etanol como combustible. Diesel creía que la utilización de biodiesel era el futuro de la automoción: “ el uso de aceites vegetales como combustibles para motor puede parecer insignificante hoy en día, pero estos aceites puede n convertirse, con el transcurso del tiempo, en combustibles tan importantes como el petróleo y el carbón lo son hoy en día ” Sin embargo, a p artir de 1920, los fueles basados en petróleo comenzaron a ganar terreno, debido a su mayor eficiencia, menor precio y mejor disponibilidad. De esta forma, el mercado de los biofueles quedó relegado hasta que las distintas crisis del petróleo (1973, 1979, 19 90) unidas a la creciente preocupación por la polución y la c onservación del medio ambiente, además de al aumento de la población y por tanto de la demanda de combustibles , llevaron a devolve r la mirada a estos fueles . Fue en esta época cuando comenzó, p rincipalmente en EEUU y Brasil, la producción a gran escala de biocombustibles de primera generación, basados en la utilización de excedentes agrícolas como el maíz y la caña de azúcar para la producción de bioetanol y aceites de maíz y grasas animales par a la producción de biodiesel .

188 p., El petróleo y sus derivados son los mayores contaminantes del medio marino. Además puntualmente se producen grandes vertidos accidentales como el que en Noviembre de 2002 produjo un desastre ecológico sin precedentes en la costa norte de la Península Ibérica. En este trabajo se ha desarrollado y se ha ensayado a escala de laboratorio un producto de biorremediación para zonas rocosas contaminadas con restos de hidrocarburos procedentes de vertidos. Se ha utilizado para el producto un soporte polimérico y biodegradable formado por quitosano y goma xantano, en el que se han inmovilizado células de Alcanivorax venustensis. Tanto el soporte como la biomasa se han utilizado en forma liofilizada, facilitando el uso y conservación del producto. Se ha caracterizado el efecto de diferentes parámetros sobre la degradación de alcanos por parte de las células de Alcanivorax venustensis inmovilizadas. También se ha estudiado el posible carácter inducible del proteoma de Alcanivorax venustensis para la degradación de hidrocarburos, encontrando proteínas con una expresión diferencial cuando la biomasa crece en presencia y ausencia de hidrocarburos. Estas proteínas están implicadas en el proceso de biodegradación de los alcanos, y su expresión, es inducible por la presencia de estos en el medio de cultivo durante el crecimiento.

220 p., Las cianobacterias son organismos procariotas, Gram-negativos que se caracterizan por llevar a cabo la fotosíntesis oxigénica. Constituyen un grupo muy heterogéneo pero en todas ellas el nitrógeno representa un alto porcentaje de su peso seco. El nitrógeno puede ser asimilado de distintas formas. En el caso de Phormidium laminosum y Thermosynechococcus elongatus BP-1, el nitrógeno entra en las células como amonio, nitrato y nitrito. P. laminosum y T. elongatus BP-1 son dos cianobacterias que poseen una organización similar de los genes responsables de la toma y asimilación de nitrato/nitrito. En este trabajo se ha sustituido el gen que codifica la nitrito reductasa de T. elongatus BP-1 (primer gen de este operón) por el correspondiente de P. laminosum. Para realizar el proceso se ha empleado la técnica Long Flanking Homology-PCR (LFH-PCR) y la capacidad que muestra T. elongatus BP-1 para adquirir DNA exógeno de forma natural. De esta manera, a lo largo del desarrollo, se han obtenido dos tipos celulares distintos. En primer lugar, se han construido células de T. elongatus BP-1 carentes del gen nirA, y posteriormente, células de T. elongatus BP-1 complementadas con nirA de P. laminosum. Además, con el objetivo de estudiar el metabolismo del nitrógeno de T. elongatus BP1, se ha clonado, expresado y purificado la proteína NirA, que codifica la actividad nitrito reductasa, comprobándose que en esta proteína existe una zona especialmente susceptible a la hidrólisis o accesible a las proteasas. Finalmente se han obtenido anticuerpos policlonales anti-NirA, que han permitido hacer un seguimiento detallado in vivo de la expresión de la proteína NirA en células silvestres de T. elongatus BP-1.

Phenol hydroxylase that catalyzes the conversion of phenol to catechol in Rhodococcus erythropolis UPV-1 was identified as a two-component flavin-dependent monooxygenase. The two proteins are encoded by the genes pheA1 and pheA2, located very closely in the genome. The sequenced pheA1 gene was composed of 1,629 bp encoding a protein of 542 amino acids, whereas the pheA2 gene consisted of 570 bp encoding a protein of 189 amino acids. The deduced amino acid sequences of both genes showed high homology with several two-component aromatic hydroxylases. The genes were cloned separately in cells of Escherichia coli M15 as hexahistidine-tagged proteins, and the recombinant proteins His6PheA1 and His6PheA2 were purified and its catalytic activity characterized. His6PheA1 exists as a homotetramer of four identical subunits of 62 kDa that has no phenol hydroxylase activity on its own. His6PheA2 is a homodimeric flavin reductase, consisting of two identical subunits of 22 kDa, that uses NAD(P)H in order to reduce flavin adenine dinucleotide (FAD), according to a random sequential kinetic mechanism. The reductase activity was strongly inhibited by thiol-blocking reagents. The hydroxylation of phenol in vitro requires the presence of both His6PheA1 and His6PheA2 components, in addition to NADH and FAD, but the physical interaction between the proteins is not necessary for the reaction.