(4.24 Pauline Doran) Proteína recombinante é produzida durante o crescimento de Escherichia coli
geneticamente modificada. A proteína recombinante pode ser considerada um
produto da célula, mesmo que não seja excretada das células para o meio, proteína e biomassa são sintetizadas. Amônia
é usada como fonte de nitrogênio para a respiração aeróbica da glicose
. A proteína recombinante tem a seguinte fórmula
. O fator de conversão de glicose em biomassa é
; o fator de conversão de glicose em proteína recombinante é
do fator para a biomassa.
(a) Quanto de amônia é necessário?
(b) Qual é a demanda de
?
© Se o fator de conversão de substrato em biomassa é de
para a mesma bactéria sem modificação genética e incapaz de produzir a proteína recombinante, quão diferente seria a necessidade de amônia e a demanda de
?
Respostas: a)
por mol de glicose, b)
por mol de glicose, c)
para amônia e
, respectivamente
produto da célula, mesmo que não seja excretada das células para o meio, proteína e biomassa são sintetizadas. Amônia
(a) Quanto de amônia é necessário?
(b) Qual é a demanda de
© Se o fator de conversão de substrato em biomassa é de
Respostas: a)
Passo 1
Tá beleza! Vamos resolver esse exercício que trata da produção de proteína recombinante por bactérias Escherichia coli. O conteúdo envolve conversão de substratos em biomassa e proteína, além de calcular a necessidade de amônia e oxigênio. Vamos precisar entender fatores de conversão e como eles se aplicam nessa situação.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é o fator de conversão. Ele indica quanto de substrato (no caso, glicose) é necessário para produzir uma certa quantidade de biomassa ou proteína. Aqui temos:
- Fator de conversão de glicose para biomassa:
- Fator de conversão de glicose para proteína recombinante: 20% do fator para a biomassa.
Então, o fator para a proteína é
.
Passo 3
Agora, vamos calcular a quantidade de amônia necessária. A amônia (
) é a fonte de nitrogênio para a respiração aeróbica da glicose. Precisamos saber quanta amônia é consumida por mol de glicose consumido.
Considerando a formulação das proteínas e a necessidade de nitrogênio, usamos a relação estequiométrica baseada na composição da proteína recombinante:
- Fórmula da proteína:
Isso significa que para cada mol de glicose, uma certa quantidade de nitrogênio é necessária, que vem da amônia.
Passo 4
Vamos calcular os moles de nitrogênio na proteína:
Cada mol de proteína contém
. Como a proteína representa 20% da conversão da glicose, para cada mol de glicose, temos:
A amônia (
) fornece esse nitrogênio. Cada mol de
fornece 1 mol de N, então precisamos de 0,05 mol de
por mol de glicose para a proteína.
Passo 5
Além da amônia para a proteína, a glicose utilizada na biomassa também requer nitrogênio. Precisamos considerar toda a demanda de nitrogênio para a respiração aeróbica da glicose.
Considerando que a célula precisa de nitrogênio para manter a biomassa e produzir a proteína, somamos as necessidades:
Resposta
a) 1,03 mol de amônia (
) por mol de glicose.