Un team di ricerca composto da Woo Dae Jang, Gi Bae Kim e il distinto professor Sang Yup Lee del Dipartimento di ingegneria chimica e biomolecolare del KAIST ha riportato una mappa metabolica interattiva di sostanze chimiche a base biologica. Il loro documento di ricerca "Una mappa metabolica interattiva delle sostanze chimiche a base biologica" è stato pubblicato online in Trends in Biotechnology il 10 agosto 2022.

In risposta al rapido cambiamento climatico e all'inquinamento ambientale, la ricerca sulla produzione di prodotti petrolchimici utilizzando microrganismi sta ricevendo attenzione come alternativa sostenibile ai metodi di produzione esistenti. Per sintetizzare varie sostanze chimiche, materiali e combustibili utilizzando microrganismi, è necessario prima costruire il percorso biosintetico verso il prodotto desiderato mediante l'esplorazione e la scoperta e introdurli nei microrganismi. Inoltre, per sintetizzare in modo efficiente varie sostanze chimiche, a volte è necessario impiegare metodi chimici insieme a metodi di bioingegneria che utilizzano contemporaneamente microrganismi. Per la produzione di sostanze chimiche non native, vengono progettati nuovi percorsi reclutando enzimi da fonti eterologhe o impiegando enzimi progettati attraverso l'ingegneria razionale, l'evoluzione diretta o la progettazione ab initio.

Il team di ricerca aveva completato una mappa delle sostanze chimiche che raccoglieva tutti i percorsi disponibili di reazioni biologiche e/o chimiche che portano alla produzione di varie sostanze chimiche biologiche nel 2019 e ha pubblicato la mappa in Nature Catalysis . La mappa è stata distribuita sotto forma di poster alle industrie e al mondo accademico in modo da poter controllare a colpo d'occhio i percorsi di sintesi dei prodotti chimici a base biologica.

Il team di ricerca ha ampliato la mappa delle sostanze chimiche a base biologica questa volta sotto forma di una mappa interattiva sul Web in modo che chiunque abbia accesso a Internet possa esplorare rapidamente percorsi efficienti per sintetizzare i prodotti desiderati. La mappa basata sul web fornisce strumenti visivi interattivi per consentire la visualizzazione interattiva, l'esplorazione e l'analisi di reti complesse di reazioni biologiche e/o chimiche verso i prodotti desiderati. Inoltre, il documento riportato discute anche la produzione di composti naturali che vengono utilizzati per scopi diversi come cibo e medicina, che aiuteranno a progettare nuovi percorsi attraverso approcci simili o sfruttando la promiscuità degli enzimi descritti nella mappa. La mappa delle sostanze chimiche bio-based pubblicata è disponibile anche online.

I co-primi autori, Dr. Woo Dae Jang e Ph.D. Lo studente Gi Bae Kim, afferma di aver "condotto questo studio per rispondere alla richiesta di aggiornare la mappa dei prodotti chimici precedentemente distribuita e migliorarne la versatilità".

"La mappa dovrebbe essere utilizzata in una varietà di ricerche e negli sforzi per definire strategie e prospettive per la produzione chimica che incorporino metodi biologici e chimici che sono dettagliati nella mappa."

Il distinto professor Sang Yup Lee afferma che "la mappa chimica interattiva a base biologica dovrebbe aiutare a progettare e ottimizzare i percorsi metabolici per la biosintesi delle sostanze chimiche bersaglio insieme alle strategie di conversioni chimiche, fungendo da modello per lo sviluppo di ulteriori idee sul produzione delle sostanze chimiche desiderate attraverso reazioni biologiche e/o chimiche". + Esplora ulteriormente

Una mappa metabolica completa per la produzione di sostanze chimiche a base biologica