Modelagem, simulação e virtualização da produção de triptofano a partir de cepa modificada de E. Coli (Escherichia coli)

Abstract

Curso de Graduação em Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia Este estudo se concentra na simulação e modelagem da reação de fermentação de triptofano, um dos nove aminoácidos essenciais, amplamente utilizado na medicina e como suplemento alimentar de animais. A indústria de triptofano permanece restringida devido ao seu custo de produção e rendimento limitado. A utilização de cepas de Escherichia coli, uma bactéria capaz de sintetizar triptofano, representa uma das abordagens mais investigadas para aumentar a eficiência da produção. O objetivo deste trabalho é proporcionar uma plataforma de análise virtual para simular a reação de produção de triptofano em um biorreator em regime de batelada alimentada. Em conjunto com uma interface gráfica de usuário, é possível selecionar quatro tipos de alimentação diferentes: Sem Alimentação, Alimentação Constante, Crescente e Decrescente. O aplicativo também oferece a possibilidade de alterar quatro parâmetros iniciais: volume inicial, concentração inicial de substrato, taxa de fluxo de alimentação e concentração de substrato na alimentação. Os cálculos foram realizados utilizando a equação de Monod e o método numérico de Runge-Kutta. O aplicativo, desenvolvido em Python, proporciona uma abordagem pedagógica e interativa para a simulação da produção de triptofano em um biorreator, permitindo a introdução de perturbações no sistema para simular situações não ideais.