Самое эффективное производство сукцината из углекислого газа

Янтарная кислота широко используется в химической промышленности как сырье для производства важных химикатов. Поэтому получение янтарной кислоты и ее солей из возобновляемых источников очень востребованно. Японским ученым удалось создать такую технологию. Они обнаружили, что, если выращивать цианобактерии при температуре выше идеальной, синтез сукцинатов в этих бактериях идет интенсивнее. Авторы работы, опубликованной в Metabolic Engineering, использовали методы биоинженерии метаболических путей, в результате им удалось создать самый эффективный в мире штамм микроорганизмов для производства биосукцината и разработать технологию его культивирования.

Открытие было сделано под руководством профессора Томохиса Хасунума (Высшая школа науки, технологии и инноваций в Кобе). Ученые стремились найти реакцию, которая выступает в роли «бутылочного горлышка» в метаболическом пути превращения CO2 в сукцинат. Затем были использованы методы генной инженерии, чтобы увеличить интенсивность этой реакции и, соответственно, производство сукцината.

Используемая в этом исследовании цианобактерия (Synechocystis sp. PCC 6803) – излюбленный модельный объект для исследований во всем мире. Ученые из Японии установили, что идеальная температура для синтеза сукцината этой цианобактерией на 7градусов цельсия выше, чем температура, при которой идет оптимальный рост этих цианобактерий. Используя динамический анализ метаболизма, они выяснили механизм образования сукцината при высоких температурах и показали, что в реакции «бутылочного горлышка» участвует фермент фосфоенолпируваткарбоксилаза (PEPC). Используя методы генной инженерии, группа разработала рекомбинантный штамм Synechocystis, который имеет более высокую, чем дикий тип, активность PEPC. Улучшая активность PEPC и выращивая цианобактерии при 37 градусах цельсия, ученым удалось повысить скорость синтеза сукцината до 7,5 раза по сравнению с предыдущими исследованиями.

Источник:
Tomohisa Hasunuma, Mami Matsuda, Yuichi Kato, Christopher John Vavricka, Akihiko Kondo. Temperature enhanced succinate production concurrent with increased central metabolism turnover in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803. Metabolic Engineering, 2018;
48: 109 DOI: 10.1016/j.ymben.2018.05.013

Поделитесь этой публикацией с коллегами и друзьями

Добавить комментарий