Et-trins produktion af aromatiske polyestere af E. coli-stammer

KAIST systems metaboliske ingeniører har defineret en ny strategi for produktion af mikrobielle aromatiske polyestere fusioneret med syntetisk biologi fra vedvarende biomasse. Holdet af den fremtrædende professor Sang Yup Lee fra Institut for Kemi og Biomolekylær Teknik producerede aromatiske polyestere fra Escherichia coli (E. coli) stammer ved at anvende mikrobiel fermentering, ved at anvende direkte mikrobiel gæring fra fornyelige råmaterialer kulhydrater.

Dette er den første rapport, der bestemmer en platformsstamme af konstrueret E. coli, der er i stand til at producere miljøvenlige aromatiske polyestere. Denne konstruerede E. coli-stamme, hvis ønsket, har potentialet til at blive brugt som en platformsstamme, der er i stand til at producere forskellige højt værdsatte aromatiske polyestere fra vedvarende biomasse. Denne forskning blev offentliggjort i Naturkommunikation den 8. januar.

Konventionelt, aromatiske polyestere kan prale af solid styrke og varmestabilitet, så der har været stor interesse for fermentativ produktion af aromatiske polyestere fra vedvarende non-food biomasse, men uden held.

Imidlertid, aromatiske polyestere fremstilles kun ved at fodre cellerne med tilsvarende aromatiske monomerer som substrater, og er ikke blevet fremstillet ved direkte gæring fra fornyelige råmaterialer kulhydrater såsom glucose.

For at løse dette problem, holdet foreskrev den detaljerede procedure for produktion af aromatisk polyester ved at identificere CoA-transferase, der aktiverer phenylalkanoater til deres tilsvarende CoA-derivater. I denne proces, forskere anvendte metabolisk konstruktion af E. coli til at producere phenylalkanoater ud fra glukose baseret på metabolisk fluxanalyse i genomskala. I særdeleshed, KAIST-teamet lavede en modulering af genekspression for at producere forskellige aromatiske polyestere med forskellige monomerfraktioner.

Forskerholdet producerede med succes aromatiske polyestere, en ikke-naturlig polymer, der bruger den strategi, der kombinerer systemmetabolisme og syntetisk biologi. De lykkedes med biosyntese af forskellige slags aromatiske polyestere gennem systemet, beviser dermed den tekniske fortræffelighed af det miljøvenlige biosyntetiske system i denne forskning. Desuden, hans team beviste også potentialet i at udvide rækken af ​​aromatiske polyestere fra vedvarende ressourcer, som forventes at spille en vigtig rolle i bioplastindustrien.

Professor Lee sagde, "En miljøvenlig og bæredygtig kemisk industri er den vigtigste globale dagsorden, som enhver nation står over for. Vi sætter forskningsfokus på en biokemisk industri fri for olieafhængighed, og udføre forskellige forskningsaktiviteter for at løse problemet. Denne nye teknologi, vi præsenterer, vil tjene som en mulighed for at fremme den biokemiske industri fremad."