(A) Confronto delle vie metaboliche della bioproduzione degli intermedi del ciclo (OAA) dell'acido tricarbossilico C4 (TCA) da materie prime FA o glucosio. (B) Progettazione del ciclo gliossilato-TCA per la produzione efficiente di sostanze chimiche derivate dal ciclo TCA. Credito:mLife (2022). DOI:10.1002/mlf2.12006
Questo studio è condotto dal Dr. Yong Tao (Istituto di Microbiologia, Accademia Cinese delle Scienze), dal Dr. Weifeng Liu (Istituto di Microbiologia, Accademia Cinese delle Scienze) e dal Dr. Bo Liu (Microcyto Co. Ltd.,). Gli acidi grassi sono promettenti materie prime alternative al glucosio e possono essere facilmente ottenuti da varie fonti, inclusi oli usati, petrolio greggio e sottoprodotti del petrolio. Negli ultimi anni, il gruppo del Prof. Yong Tao si è impegnato a sviluppare processi di bioproduzione economicamente ed ecologicamente competitivi utilizzando biomasse alternative. Si sono concentrati principalmente sulle risorse di biomassa a base di acidi grassi.
Sia il dottor Weifeng Liu che Bo Liu sono i membri chiave di questo gruppo di ricerca. "Gli acidi grassi hanno un più alto grado di riduzione e contenuto di carbonio per massa rispetto al glucosio. Il catabolismo degli acidi grassi può generare abbondante acetil-CoA fungendo da precursore di molte importanti sostanze chimiche. Nel frattempo, il loro catabolismo consente la generazione di più equivalenti riducenti necessari per la biosintesi e può produrre sostanze chimiche con una resa maggiore", afferma Weifeng.
La β-alanina è un importante aminoacido non proteico derivato dagli intermedi del ciclo TCA. Può essere utilizzato come precursore per la produzione di acido pantotenico, acrilammide e acrilonitrile, ampiamente applicati nella produzione di additivi alimentari, prodotti farmaceutici e prodotti chimici sfusi. La β-Alanina potrebbe essere prodotta da acidi grassi con una resa teorica di 1,391 g/g di materia prima (acido palmitico), che è molto più alta di qualsiasi via dal glucosio.
In questo lavoro, hanno scoperto che le materie prime di acidi grassi potrebbero consentire una produzione ad alto rendimento di β-alanina, pur mantenendo un flusso metabolico efficiente ed equilibrato del ciclo del gliossilato-TCA, che è favorevole sia alla sintesi del prodotto che alla crescita cellulare.
(A) Identificazione del collo di bottiglia della resa di β-alanina. (B) Bioconversione di ceppi che producono β-alanina. Credito:mLife (2022). DOI:10.1002/mlf2.12006
Alla fine, è stata sviluppata un'efficiente fabbrica di cellule microbiche per la produzione sostenibile di β-alanina da materie prime di acidi grassi. "Le metriche di produzione sono le più alte finora riportate. Prevediamo che i principi qui illustrati forniranno spunti per lo sviluppo di nuovi percorsi di bioproduzione in futuro", afferma Weifeng.
La ricerca è stata pubblicata su mLife . + Esplora ulteriormente
