Un equipo de investigación del KAIST produce con éxito plástico microbiano para sustituir a las botellas de pet
Actualmente, el mundo sufre problemas medioambientales causados por los residuos plásticos. El equipo de investigación del KAIST ha logrado producir un plástico de base microbiana que es biodegradable y puede sustituir a las actuales botellas de PET, lo que lo ha convertido en un tema candente.
Figura. Visión general de la producción de ácidos dicarboxílicos pseudoaromáticos mediante ingeniería metabólica de C. glutamicum.
KAIST Metabolic and Biomolecular Engineering National Research Laboratory
Foto. (De izquierda a derecha) Dra. Cindy Pricilia, doctorando Cheon Woo Moon, Profesor Sang Yup Lee.
KAIST Metabolic and Biomolecular Engineering National Research Laboratory
Nuestra universidad anunció el 7 de noviembre que el equipo de investigación del distinguido profesor Sang Yup Lee, del Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular, ha logrado desarrollar una cepa microbiana que produce eficazmente monómero de poliéster pseudoaromático para sustituir al tereftalato de polietileno (PET) mediante ingeniería metabólica de sistemas.
Los ácidos dicarboxílicos pseudoaromáticos tienen mejores propiedades físicas y mayor biodegradabilidad que el poliéster aromático (PET) cuando se sintetizan como polímeros, y están atrayendo la atención como monómero ecológico* que puede sintetizarse en polímeros. La producción de ácidos dicarboxílicos pseudoaromáticos mediante métodos químicos presenta los problemas de bajo rendimiento y selectividad, condiciones de reacción complejas y generación de residuos peligrosos.
*Monomero: Material para fabricar polímeros, que se utiliza para sintetizar polímeros polimerizando monómeros entre sí.
< Figura. Desarrollo de una cepa microbiana para producir ácidos dicarboxílicos pseudoaromáticos >
Para resolver este problema, el equipo de investigación del profesor Sang Yup Lee utilizó la ingeniería metabólica para desarrollar una cepa microbiana que produce eficientemente cinco tipos de ácidos dicarboxílicos pseudoaromáticos, incluyendo el ácido 2-pirona-4,6-dicarboxílico y cuatro tipos de ácidos dicarboxílicos de piridina (ácidos 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-piridina dicarboxílicos), en Corynebacterium, una bacteria utilizada principalmente para la producción de aminoácidos.
El equipo de investigación utilizó técnicas de ingeniería metabólica para construir una cepa microbiana de plataforma que mejora el flujo metabólico del ácido protocatechúico, que se utiliza como precursor de varios ácidos dicarboxílicos pseudoaromáticos, y evita la pérdida de precursores.
Basándose en esto, se descubrió el objetivo de manipulación genética a través del análisis del transcriptoma, produciendo 76,17 g/L de ácido 2-pirona-4,6-dicarboxílico, y mediante el nuevo descubrimiento y construcción de tres tipos de vías metabólicas de producción de ácido piridínico dicarboxílico, produciendo con éxito 2,79 g/L de ácido 2,3-pirona-4,6-dicarboxílico.79 g/L de ácido 2,3-piridina dicarboxílico, 0,49 g/L de ácido 2,4-piridina dicarboxílico y 1,42 g/L de ácido 2,5-piridina dicarboxílico.
Además, el equipo de investigación confirmó la producción de 15,01 g/L mediante la construcción y el refuerzo de la vía de biosíntesis del ácido dicarboxílico de 2,6-piridina, produciendo con éxito un total de cinco ácidos dicarboxílicos aromáticos similares con alta eficiencia.
En conclusión, el equipo consiguió producir ácidos dicarboxílicos de 2,4-, 2,5- y 2,6-piridina en la concentración más alta del mundo. En particular, el ácido dicarboxílico 2,4-, 2,5-piridina logró una producción a escala de g/L, que anteriormente se producía en cantidades extremadamente pequeñas (mg/L).
Sobre la base de este estudio, se espera que se aplique a diversos procesos industriales de producción de poliéster, y también se espera que se utilice activamente en la investigación sobre la producción de poliésteres aromáticos similares.
El profesor Sang Yup Lee, autor correspondiente, declaró: "La importancia radica en que hemos desarrollado una tecnología ecológica que produce eficazmente monómeros de poliéster aromáticos similares basados en microorganismos", y "Este estudio ayudará a que la industria de biomonómeros basados en microorganismos sustituya en el futuro a la industria química basada en la petroquímica".
Los resultados de este estudio se publicaron el 30 de octubre en la revista académica internacional Proceedings of the National Academy of Sciences of United States of America (PNAS).
Título del artículo: Ingeniería metabólica de Corynebacterium glutamicum para la producción de pirona y piridina ácidos dicarboxílicos
Información sobre los autores: Jae Sung Cho (co-primer autor), Zi Wei Luo (co-primer autor), Cheon Woo Moon (co-primer autor), Cindy Prabowo (co-autor), Sang Yup Lee (autor correspondiente) - un total de 5 personas.
Este estudio se realizó con el apoyo del Proyecto de Desarrollo de Tecnologías de Plataforma de Biorrefinerías de Próxima Generación para la Industria Líder de Bioquímicos y el Proyecto de Desarrollo de Tecnologías de Plataforma de Fábricas de Células Microbianas para las Biorrefinerías de Próxima Generación (líder del proyecto: Profesor Sang Yup Lee) de la Fundación Nacional de Investigación apoyada por el Ministerio de Ciencia y Tecnología y TIC de Corea.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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