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Modificación genética de levaduras vínicas industriales para mejorar la producción de aroma secundario.

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El aroma es una de las propiedades organolépticas más valorada para determinar lacalidad de un vino. Se caracteriza porque está determinado por cientos de compuestosvolátiles de diversa naturaleza química que se encuentra a concentraciones muy bajas .En términos enológicos el perfil aromático de un vino se clasifica en tres categoríasdenominadas, aroma primario, secundario y terciario. El aroma primario se componede sustancias que proceden directamente de la variedad de uva utilizada y de loscompuestos que se generan en el transcurso de la manipulación y acondicionamientodel mosto. El aroma secundario, es el que se atribuye a los compuestos generadosdurante el proceso de fermentación por el metabolismo de las levaduras vínicas. Elaroma terciario, está constituido por sustancias que se sintetizan como consecuencia delas reacciones enzimáticas y/o físico-químicas en el proceso de envejecimiento delvino. Pese a esta clasificación, el aroma genérico de fondo, se atribuyemayoritariamente, a compuestos aromáticos volátiles sintetizados por la levaduravínica S. cerevisiae a lo largo de la fermentación alcohólica. Los metabolitos secundariosmás relevantes en el aroma genérico de fondo son los ésteres volátiles con fraganciasaromáticas y sus correspondientes precursores alcohólicos cuya producción dependedel balance de actividades alcohol acetiltransferasa y éster hidrolasa. Las alcoholacetiltransferasas, codificadas por los genes ATF1 y ATF2, catalizan la síntesis deésteres volátiles a partir de un alcohol superior y acetil-CoA. La esterasa, codificadapor el gen IAH1, hidroliza los ésteres de acetato rindiendo acetato y el alcoholconstituyente.Dada la importancia que el metabolismo de la levadura S. cerevisiae ejerce en laproducción de compuestos volátiles responsables del aroma de fermentación,fundamentalmente ésteres de acetato y alcoholes, en este trabajo se han desarrolladodistintos tipos de estrategias moleculares basadas en técnicas de ingeniería metabólica.Todas ellas encaminadas a incrementar el aroma secundario originado por la levaduravínica en forma de ésteres de acetato y alcoholes superiores.En primer lugar se realizó un estudio de la implicación de las distintas actividades desíntesis y de degradación que contribuyen en la producción de volátiles. Dicho estudiose centró en el análisis cuantitativo de la acumulación de ésteres y alcoholes endistintos tipos de cepas mutantes que carecen de los genes ATF1, ATF2 e IAH1. Losdatos obtenidos muestran que la enzima codificada por el gen ATF1 participa de formamayoritaria y por este orden en la síntesis de acetato de isoamilo, acetato de isobutilo,acetato de 2-feniletilo. Además, indican que la proteína Atf2 también interviene en elproceso de síntesis, aunque su participación es cuantitativamente menor. Finalmente seconcluye que la proteína Iah1 interviene en la degradación de estos mismoscompuestos.Posteriormente, las estrategias de ingeniería metabólica desarrolladas fueron lassiguientes:1.- Sobreproducción de ésteres de acetato por sobreexpresión del gen ATF1bajo el control del promotor del gen glicolítico TDH3. Con esta estrategiade consiguió incrementar, del orden de 50 veces, la concentración de ésteresvolátiles en condiciones de vinificación.2.- Sobreproducción de volátiles por deleción de la éster hidrolasa Iah1. Eneste caso se consiguió duplicar la acumulación de dichos compuestos.3.-Sobreexpresión del gen que codifica la a-cetoisocaproato descarboxilasaimplicada en la conversión del a-cetoisocaproato en alcohol isoamílico. Conesta estrategia no se consiguió incrementar la cantidad del precursoralcohólico y/o éster de acetato acumulado.En conclusión, la estrategia más adecuada para incrementar y/o mejorar el aromasecundario en el vino es obtener una levadura vínica industrial genéticamentemodificada que contenga una expresión fuerte y constitutiva del gen ATF1.