(A) Comparación de rutas metabólicas de bioproducción de intermedios del ciclo (OAA) del ácido tricarboxílico C4 (TCA) a partir de materias primas de FA o glucosa. (B) Diseño del ciclo de glioxilato‐TCA para la producción eficiente de productos químicos derivados del ciclo TCA. Crédito:mLife (2022). DOI:10.1002/mlf2.12006
Este estudio está dirigido por el Dr. Yong Tao (Instituto de Microbiología, Academia de Ciencias de China), el Dr. Weifeng Liu (Instituto de Microbiología, Academia de Ciencias de China) y el Dr. Bo Liu (Microcyto Co. Ltd.). Los ácidos grasos son materias primas alternativas prometedoras a la glucosa y se pueden obtener fácilmente de diversas fuentes, incluidos los aceites usados, el petróleo crudo y los subproductos del petróleo. En los últimos años, el grupo del Prof. Yong Tao se ha comprometido a desarrollar procesos de bioproducción económica y ecológicamente competitivos utilizando biomasa alternativa. Se centraron principalmente en los recursos de biomasa basados en ácidos grasos.
Tanto el Dr. Weifeng Liu como Bo Liu son miembros clave de este equipo de investigación. "Los ácidos grasos tienen un mayor grado de reducción y contenido de carbono por masa en comparación con la glucosa. El catabolismo de los ácidos grasos puede generar abundante acetil-CoA que sirve como precursor de muchas sustancias químicas importantes. Mientras tanto, su catabolismo permite la generación de más equivalentes reductores necesarios para la biosíntesis y puede producir productos químicos con mayor rendimiento", dice Weifeng.
La β-alanina es un importante aminoácido no proteico derivado de los intermedios del ciclo TCA. Puede usarse como precursor para producir ácido pantoténico, acrilamida y acrilonitrilo, que se aplican ampliamente en la producción de aditivos alimentarios, productos farmacéuticos y productos químicos a granel. La β-alanina podría producirse a partir de ácidos grasos con un rendimiento teórico de 1,391 g/g de materias primas (ácido palmítico), que es mucho mayor que cualquier vía a partir de la glucosa.
En este trabajo, encontraron que las materias primas de ácidos grasos podrían permitir la producción de alto rendimiento de β-alanina, al tiempo que mantienen un flujo metabólico eficiente y equilibrado del ciclo del glioxilato-TCA, que es favorable tanto para la síntesis del producto como para el crecimiento celular.
(A) Identificación del cuello de botella del rendimiento de β-alanina. (B) Bioconversión de cepas productoras de β-alanina. Crédito:mLife (2022). DOI:10.1002/mlf2.12006
Finalmente, se desarrolló una fábrica de células microbianas eficiente para la producción sostenible de β-alanina a partir de materias primas de ácidos grasos. "Las métricas de producción son las más altas reportadas hasta el momento. Anticipamos que los principios aclarados aquí brindarán información sobre el desarrollo de nuevas rutas de bioproducción en el futuro", dice Weifeng.
La investigación fue publicada en mLife . La biotransformación del metanol permite la producción eficiente de ácidos grasos a partir de levadura
