1. “Identificación de nuevos compuestos peptídicos,
sintetizados por vía no ribosomales, mediante la
caracterización genómica, cromatográfica y heteróloga
identificados en la cianobacteria Cylindrospermopsis
raciborskii CS-505”
Pontificia Universidad Católica de Chile.
Escuela de Ingeniería
Facultad de Ciencias Biológicas.
Departamento de Ingeniería Química y Bioprocesos.
Programa de Doctorado en Ciencias de la Ingeniería.
Alumno:
Juan José Fuentes
Tutores:
Dr. Cesar Sáez
Dra. Mónica Vásquez.

2. Agenda
Motivación
Antecedentes teóricos
Pregunta de investigación
Descripción del proyecto
Metodología experimental
Estado de la investigación
Debilidades y limitaciones
Proyecciones

3. Motivación
El mercado farmacéutico fue de US$ 956
billones el año 2011 se estima que el año
2016 será de US$ 1.2 trillones (IMS 2012)
A pesar de esto, la demanda fármaco-
química no es satisfecha porque las
sustancias son poco activas o porque
presentan baja eficiencia de producción

4. Motivación
Se ha registrado un incremento en las tasas
mundiales de resistencia antibiótica según
reportes documentados hasta el año 2010
(Zignol 2012)
Fomento del desarrollo de I + D, en
alternativas de investigación
farmacéutica, en centros académicos
asociaciones con el sector público y
privado.
Diseño inteligente
de fármacos
Búsqueda cromatográfica
de nuevos compuestos

5. Microorganismos cianobacterianos productores de compuestos
bioactivos.
Antecedentes teóricos
C. raciborskii
Microcystis sp.
Reservas de agua dulce
Eutroficación
Fischerella sp.

6. Cianobacterias
Son organismos con características de bacteria y alga
A diferencia de otras bacterias, poseen pigmentos
fotosintéticos
Tienen la capacidad de fijar nitrógeno atmosférico en
estructuras especializadas denominadas heterocistos
Algunas especies poseen vesículas de gas que le permiten
regular su flotabilidad y de esta forma el mejor acceso a luz y
nutrientes
Pueden formar estructuras de resistencia, frente a
condiciones adversas del medio (“espora”), denominada
akinete
Son Unicelulares y algunas tienen estructura de tricoma
Heterocisto
Akinete
Tricoma
Antecedentes teóricos

7. Cylindrospermopsis raciborskii
No tóxicas
Antecedentes teóricos
Cylindrospermopsina Saxitoxina

8. Antecedentes teóricos
Dogma de la Biología Molecular

9. Síntesis de metabolitos secundarios:
 Enzimas péptido sintetasas no ribosomales (NRPS)
Antecedentes teóricos
Vliomicina
Streptomyces puniceus

10. Pregunta de investigación
¿Cómo identificar nuevos metabolitos
secundarios desde una perspectiva
genética?

11. C. raciborskii CS-505
Cylindrospermopsina
¿? Cianopéptido X
4647 41 4045 44 43 42
CS505-Gc-09r1_40-47 37.6Kb
Descripción del proyecto

13. 10 20 30 37.6kb
OH
N O
OH
O
H
N OH
O
NH
HN
OHO
HO
NH
O
HO
NH
O
NH
N
H
O
OH
HN
O
O
HO
T
hr
T
hr
T
hr
T
hr
T
hr
T
hr
T
yr
G
ly
A
hp
Aminoàcidos que
une cada
dominio

14. CS-505(1)
100pbplus
(-)(1)
CS-510(1)
CS-511(1)
(-)(2)
CS-510(2)
CS-511(2)
CS-507(1)
CS-505(2)
CS-505(3)
(-)(3)
CS-510(3)
CS-511(3)
100pbplus
CS-507(3)
100pbplus
CS-505(4)
(-)(4)
CS-510(4)
CS-505(5)
(-)(5)
CS-510(5)
CS-511(4)
CS-507(4)
CS-507(5)
100pbplus
CS-507(2)
CS-511(5)
CS-505(1)
100pbplus
(-)(1)
CS-506(1)
CS-508(1)
(-)(2)
CS-506(2)
CS-508(2)
CS-509(1)
CS-505(2)
CS-505(3)
(-)(3)
CS-506(3)
CS-508(3)
100pbplus
CS-509(2)
CS-509(3)
100pbplus
CS-505(4)
CS-506(4)
CS-508(4)
CS-506(5)
CS-508(5)
CS-509(5)
CS-509(4)
CS-505(5)

15. • El modelo estructural esta en proceso de síntesis peptídica.
• Se corroboró que la agrupación génica esta presente en otras
cianobacterias.
• El modelo de expresión heteróloga es funcional.
• Caracterizar por cromatografía la presencia de la molécula.
• Expresión heteróloga de la agrupación génica.
• Evaluar en líneas celulares el efecto biológico de la molécula.
Estado de la investigación

16. • En algunos casos la amplia gama de compuestos sintetizados por un
organismos hace imposible separarlos y con esto identificarlos.
• En general 1 de cada 100 compuestos identificados tiene una
aplicación farmacológica.
• Los análisis de bioactividad se limitan a propiedades antimicrobianas
y sobre el desarrollo de líneas celulares.
• Potenciales problemas bioéticos al trabajar con organismos
considerados como armas biológicas.
Debilidades y limitaciones

17. • Se pretende desarrollar el modelo de análisis en otras 35 cepas
cianobacterianas cultivables, las cuales hasta el momento no han sido
caracterizadas.
• En base a colaboraciones, se pretende caracterizar comunidades
cianobacterianas provenientes de ambientes extremos.
• Existe la posibilidad de desarrollar el modelo de producción
cianobacteriano a nivel industrial.
Proyecciones

18. Gracias…