Browsing by Author "Cataldo von Bohlen, Vicente Francisco"

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    Build Your Bioprocess on a Solid Strain-beta-Carotene Production in Recombinant Saccharomyces cerevisiae
    (2019) López Salinas, Javiera C.; Cataldo von Bohlen, Vicente Francisco; Peña, Manuel; Saa Higuera, Pedro Andrés E.; Saitua, Francisco; Ibaceta, Maximiliano; Agosin T., Eduardo
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    Chemical vs. biotechnological synthesis of C-13-apocarotenoids : current methods, applications and perspectives
    (2016) Cataldo von Bohlen, Vicente Francisco; López, Javiera; Cárcamo, Martín; Agosin T., Eduardo
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    Genomic integration of unclonable gene expression cassettes in Saccharomyces cerevisiae using rapid cloning-free workflows
    (2020) Cataldo von Bohlen, Vicente Francisco; Salgado, Valeria; Saa Higuera, Pedro Andrés E.; Agosin T., Eduardo
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    Heterologous production of the epoxycarotenoid violaxanthin in Saccharomyces cerevisiae
    (2020) Cataldo von Bohlen, Vicente Francisco; Agosin T., Eduardo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    La producción de carotenoides en microorganismos se ha centrado en moléculas clásicas como β-caroteno, licopeno y astaxantina. Sin embargo, existen carotenoides menos estudiados que también poseen interesantes propiedades y aplicaciones. Este es el caso de la violaxantina, un epoxicarotenoide presente en plantas, que posee una potente actividad antioxidante y es precursor de otras moléculas de interés comercial como la β-damascenona y la fucoxantina. En este trabajo se reportan por primera vez cepas de levadura productoras de epoxicarotenoides. Para esto, utilizando herramientas de ingeniería metabólica a varios niveles, se construyeron cepas de la levadura Saccharomyces cerevisiae capaces de producir violaxantina. En primer lugar, partiendo de una cepa β-carotenogénica, se evaluaron enzimas β-caroteno hidroxilasas (CrtZ/CrtR-b2) y zeaxantina epoxidasas (ZEP) de diferentes especies, en conjunto con sus versiones truncadas en diversas posiciones aminoterminales. El mejor desempeño se logró con la expresión combinada de una CrtZ de Pantoea ananatis y una ZEP truncada de Haematococcus lacustris, llevando a un rendimiento de violaxantina de 1.6 mg/gDCW. Posteriormente, con el objetivo de incrementar la actividad epoxidasa, se co-expresaron diferentes sistemas accesorios de oxidorreducción, que promueven la transferencia de equivalentes reductores hacia la enzima ZEP. La co-expresión de una ferredoxina-3 truncada y una ferredoxina oxidorreductasa-1 truncada incrementó el rendimiento de biosíntesis de violaxantina en 2.2 veces (3.5 mg/gDCW). Finalmente, un aumento en el número de copias de los genes carotenogénicos permitió incrementar el rendimiento de este carotenoide a 7.3 mg/gDCW, que corresponde al mejor rendimiento de violaxantina producida en microrganismos reportado hasta la fecha.
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    Metabolic engineering of Saccharomyces cerevisiae for neoxanthin production
    (Springer Nature, 2025) Arenas Frigolett, Natalia; Cataldo von Bohlen, Vicente Francisco; Agosin T., Eduardo
    Background Xanthophylls, a subclass of oxygenated carotenoids, are highly valued for their wide range of applications in the food and pharmaceutical industries, particularly due to their antioxidant properties and potential health benefits. Among these, neoxanthin, a less studied xanthophyll, has demonstrated significant therapeutic potential, including antioxidant and anticancer activities. Neoxanthin is also the primary precursor for the synthesis of other valuable compounds, such as fucoxanthin and β-damascenone, which are important in the cosmetic and pharmaceutical sectors. Results In this study, we report the first heterologous production of neoxanthin in Saccharomyces cerevisiae through a combination of metabolic and enzyme engineering. First, a S. cerevisiae strain was engineered to produce neoxanthin by expressing genes from the β-carotene and violaxanthin biosynthesis pathways. Following this, the VDL1 gene from Phaeodactylum tricornutum, responsible for converting violaxanthin into neoxanthin, was expressed, resulting in the production of 0.18 mg/gDCW of neoxanthin. To further enhance production, a pulse-fed galactose strategy was employed during shake-flask growth, leading to a 2.5-fold increase in neoxanthin yield. Additionally, transmembrane peptides were incorporated into the yeast cells to improve the accumulation of carotenoids, generating an increase of 3.8-fold, achieving a final production of 0.7 mg/gDCW of neoxanthin. Conclusions This is the highest reported yield of neoxanthin produced by engineered microorganisms, and the strategies employed here have considerable potential for scaling up production of this carotenoid.