Een onderzoeksteam bestaande uit Woo Dae Jang, Gi Bae Kim en Distinguished Professor Sang Yup Lee van het Department of Chemical and Biomolecular Engineering van KAIST rapporteerde een interactieve metabole kaart van biogebaseerde chemicaliën. Hun onderzoekspaper "Een interactieve metabole kaart van biogebaseerde chemicaliën" werd online gepubliceerd in Trends in Biotechnology op 10 augustus 2022.

Als reactie op de snelle klimaatverandering en milieuvervuiling krijgt onderzoek naar de productie van petrochemische producten met micro-organismen aandacht als duurzaam alternatief voor bestaande productiemethoden. Om verschillende chemische stoffen, materialen en brandstof te synthetiseren met behulp van micro-organismen, is het noodzakelijk om eerst de biosynthetische route naar het gewenste product te construeren door exploratie en ontdekking en deze in micro-organismen te introduceren. Om verschillende chemische stoffen efficiënt te synthetiseren, is het bovendien soms nodig om chemische methoden te gebruiken samen met bio-engineeringmethoden waarbij tegelijkertijd micro-organismen worden gebruikt. Voor de productie van niet-eigen chemicaliën worden nieuwe routes ontworpen door enzymen te rekruteren uit heterologe bronnen of door enzymen te gebruiken die zijn ontworpen door middel van rationele engineering, gerichte evolutie of ab initio ontwerp.

Het onderzoeksteam had in 2019 een kaart gemaakt van chemicaliën waarin alle beschikbare routes van biologische en/of chemische reacties zijn verzameld die leiden tot de productie van verschillende biogebaseerde chemicaliën. De kaart is gepubliceerd in Nature Catalysis . De kaart werd in de vorm van een poster verspreid onder de industrie en de academische wereld, zodat de synthesepaden van biogebaseerde chemicaliën in één oogopslag konden worden gecontroleerd.

Het onderzoeksteam heeft de kaart van biogebaseerde chemicaliën deze keer uitgebreid in de vorm van een interactieve kaart op het web, zodat iedereen met internettoegang snel efficiënte paden kan verkennen om gewenste producten te synthetiseren. De webgebaseerde kaart biedt interactieve visuele hulpmiddelen om interactieve visualisatie, verkenning en analyse van complexe netwerken van biologische en/of chemische reacties op de gewenste producten mogelijk te maken. Bovendien bespreekt het gerapporteerde artikel ook de productie van natuurlijke verbindingen die worden gebruikt voor diverse doeleinden, zoals voedsel en medicijnen, die zullen helpen bij het ontwerpen van nieuwe routes via vergelijkbare benaderingen of door gebruik te maken van de promiscuïteit van enzymen die op de kaart worden beschreven. De gepubliceerde kaart van biogebaseerde chemicaliën is ook online beschikbaar.

De co-eerste auteurs, Dr. Woo Dae Jang en Ph.D. student Gi Bae Kim, zeggen dat ze "dit onderzoek hebben uitgevoerd om tegemoet te komen aan de vraag naar het bijwerken van de eerder gedistribueerde chemicaliënkaart en het vergroten van de veelzijdigheid ervan."

"De kaart zal naar verwachting worden gebruikt in een verscheidenheid aan onderzoeken en bij pogingen om strategieën en vooruitzichten voor chemische productie vast te stellen, waarbij bio- en chemische methoden worden gebruikt die op de kaart worden beschreven."

De vooraanstaande professor Sang Yup Lee zegt dat "de interactieve biogebaseerde chemicaliënkaart naar verwachting zal helpen bij het ontwerpen en optimaliseren van de metabole routes voor de biosynthese van doelchemicaliën, samen met de strategieën voor chemische conversies, en dient als een blauwdruk voor het ontwikkelen van verdere ideeën over de productie van gewenste chemicaliën door biologische en/of chemische reacties." + Verder verkennen

Een uitgebreide metabole kaart voor de productie van biogebaseerde chemicaliën