Об этом сообщает портал Eurekalert. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Лигноцеллюлозная биомасса является возобновляемым сырьем для нового поколения биопроизводства, ориентированного на высокопроизводительные и при этом более экологичные решения. В частности, эффективная совместная ферментация смеси глюкозы и ксилозы в лигноцеллюлозных гидролизатах является ключевым вопросом снижения себестоимости продукции.
Однако в существующих подходах к биопроизводству совместное использование ксилозы и глюкозы микробами затруднено из-за ограниченной ассимиляции ксилозы и эффекта репрессии глюкозы. Но недавно исследовательская группа в КНР под руководством профессора Юнджин Чжоу из DICP предложила инновационную микробную платформу для биопереработки лигноцеллюлозы, которая решает данную проблему.
Китайские исследователи успешно добились одновременной утилизации глюкозы и ксилозы. Они сделали это путем введения мутанта переносчика гексозы и ксилозоизомеразы и сверхэкспрессии нативной ксилулокиназы для усиления катаболизма и импорта ксилозы.
За счет перестройки клеточного метаболизма Ogataea (Hansenula) polymorpha - метилотрофной дрожжевой культуры, богатой белком, - исследователи создали штамм, способный эффективно синтезировать производные ацетил-КоА (ацетил-коэнзим А, важное соединение для обмена веществ, используемое во многих биохимических реакциях), такие как свободные жирные кислоты (СЖК) и 3-гидроксипропионовую кислоту (3-HP), благодаря усиленному поступлению предшественника ацетил-КоА и кофермента НАДФН (никотинамидаденин-динуклеотидфосфат - широко распространенное в природе соединение, участвующее в катализе окислительно-восстановительных реакций в живых клетках).
Сконструированный штамм продуцировал 7,0 г/л СЖК из реальных лигноцеллюлозных гидролизатов во встряхиваемых колбах и 38,2 г/л СЖК из имитированной лигноцеллюлозы в биореакторе.
Кроме того, эта превосходная клеточная фабрика была расширена для производства другого ценного продукта - 3-HP - с помощью управляемо измененной стратегии метаболической трансформации. В результате из искусственной лигноцеллюлозы был получен самый высокий уровень производства 3-HP - 79,6 г/л.
«Наша разработка позволила реализовать совместное использование ксилозы и глюкозы без ущерба для естественного метаболизма глюкозы и продемонстрировала потенциал O.polymorpha как клеточной фабрики по производству универсальных химических веществ с добавленной стоимостью из лигноцеллюлозы», - отметил профессор Чжоу.