Forskere præsenterer en mikrobiel stamme, der er i stand til massiv ravsyreproduktion

Et forskerhold ledet af den fremtrædende professor Sang-Yup Lee rapporterede produktionen af ​​en mikrobiel stamme, der er i stand til den massive produktion af ravsyre med den højeste produktionseffektivitet til dato. Denne strategi med at integrere systemmetabolisme med enzymteknologi vil være nyttig til produktion af industrielt konkurrencedygtige biobaserede kemikalier. Deres strategi blev beskrevet i Naturkommunikation den 23. april.

Den biobaserede produktion af industrielle kemikalier fra vedvarende non-food biomasse er blevet stadig vigtigere som en bæredygtig erstatning for konventionelle oliebaserede produktionsprocesser, der er afhængige af fossile ressourcer. Her, systemmetabolisme, som er nøglekomponenten for bioraffinaderiteknologi, bruges til effektivt at konstruere mikroorganismers komplekse metaboliske veje for at muliggøre effektiv produktion af industrielle kemikalier.

ravsyre, en fire-carbon dicarboxylsyre, er en af ​​de mest lovende platformskemikalier, der fungerer som en forløber for industrielt vigtige kemikalier. Blandt mikroorganismer, der producerer ravsyre, Mannheimia succiniciproducens har vist sig at være en af ​​de bedste stammer til produktion af ravsyre.

Forskerholdet har udviklet en bio-baseret ravsyreproduktionsteknologi ved hjælp af M. succiniciproducens-stammen isoleret fra vommen på koreanske køer i over 20 år, og det er lykkedes at udvikle en stamme, der er i stand til at producere ravsyre med den højeste produktionseffektivitet.

De udførte systemmetabolisk manipulation for at optimere ravsyreproduktionsvejen for M. succiniciproducens-stammen ved at bestemme krystalstrukturen af ​​nøgleenzymer, der er vigtige for ravsyreproduktion, og udføre proteinmanipulation for at udvikle enzymer med bedre katalytisk ydeevne.

Som resultat, 134 g pr. liter ravsyre blev fremstillet ved fermentering af en konstrueret stamme ved hjælp af glucose, glycerol, og kuldioxid. De var i stand til at opnå 21 g pr. liter pr. time af ravsyreproduktion, som er en af ​​nøglefaktorerne, der bestemmer den økonomiske gennemførlighed af den samlede produktionsproces. Dette er verdens bedste ravsyreproduktionseffektivitet rapporteret til dato. Tidligere produktionsmetoder var i gennemsnit 1~3 g pr. liter pr. time.

Den fremtrædende professor Sang Yup Lee forklarede, at hans teams arbejde vil bidrage væsentligt til at transformere den nuværende petrokemiske industri til en miljøvenlig biobaseret industri.

"Vores forskning i den højeffektive biobaserede produktion af ravsyre fra vedvarende ikke-fødevareressourcer og kuldioxid har givet grundlag for at reducere vores stærke afhængighed af fossile ressourcer, som er hovedårsagen til miljøkrisen, " sagde professor Lee.