Metabolische ingenieurs van KAIST-systemen hebben een nieuwe strategie gedefinieerd voor de productie van microbiële aromatische polyesters, gefuseerd met synthetische biologie uit hernieuwbare biomassa. Het team van Distinguished Professor Sang Yup Lee van het Department of Chemical and Biomolecular Engineering produceerde aromatische polyesters van Escherichia coli (E. coli)-stammen door microbiële fermentatie toe te passen, gebruikmakend van directe microbiële fermentatie uit hernieuwbare grondstofkoolhydraten.

Dit is het eerste rapport dat een platformstam van gemanipuleerde E. coli bepaalt die in staat is om milieuvriendelijke aromatische polyesters te produceren. Deze gemanipuleerde E. coli-stam, indien gewenst, heeft het potentieel om te worden gebruikt als een platformstam die verschillende hoogwaardige aromatische polyesters kan produceren uit hernieuwbare biomassa. Dit onderzoek is gepubliceerd in Natuurcommunicatie op 8 januari

conventioneel, aromatische polyesters hebben een solide sterkte en hittestabiliteit, zodat er veel belangstelling is geweest voor de fermentatieve productie van aromatische polyesters uit hernieuwbare non-food biomassa, maar zonder succes.

Echter, aromatische polyesters worden alleen gemaakt door de cellen te voeden met overeenkomstige aromatische monomeren als substraten, en zijn niet geproduceerd door directe fermentatie uit hernieuwbare grondstofkoolhydraten zoals glucose.

Om dit probleem aan te pakken, het team schreef de gedetailleerde procedure voor de productie van aromatische polyester voor door het identificeren van CoA-transferase dat fenylalkanoaten activeert tot hun overeenkomstige CoA-derivaten. In dit proces, onderzoekers gebruikten metabolische engineering van E. coli om fenylalkanoaten uit glucose te produceren op basis van metabole fluxanalyse op genoomschaal. Vooral, het KAIST-team maakte een modulatie van genexpressie om verschillende aromatische polyesters te produceren met verschillende monomeerfracties.

Het onderzoeksteam heeft met succes aromatische polyesters geproduceerd, een niet-natuurlijk polymeer met behulp van de strategie die systeemmetabolische engineering en synthetische biologie combineert. Ze slaagden in de biosynthese van verschillende soorten aromatische polyesters via het systeem, waarmee de technische uitmuntendheid van het milieuvriendelijke biosynthetische systeem van dit onderzoek wordt bewezen. Verder, zijn team bewees ook het potentieel om het assortiment aromatische polyesters uit hernieuwbare bronnen uit te breiden, die naar verwachting een belangrijke rol gaat spelen in de bioplasticindustrie.

Professor Lee zei:"Een milieuvriendelijke en duurzame chemische industrie is de belangrijkste mondiale agenda waarmee elk land wordt geconfronteerd. We richten ons onderzoek op een biochemische industrie die vrij is van aardolieafhankelijkheid, en het uitvoeren van diverse onderzoeksactiviteiten om het probleem aan te pakken. Deze nieuwe technologie die we presenteren, zal dienen als een kans om de biochemische industrie vooruit te helpen."