Fettsäurerohstoffe ermöglichen einen hocheffizienten Glyoxylat‐TCA‐Zyklus für die Produktion von β‐Alanin in hoher Ausbeute

Diese Studie wird von Dr. Yong Tao (Institut für Mikrobiologie, Chinesische Akademie der Wissenschaften), Dr. Weifeng Liu (Institut für Mikrobiologie, Chinesische Akademie der Wissenschaften) und Dr. Bo Liu (Microcyto Co. Ltd.) geleitet. Fettsäuren sind vielversprechende alternative Rohstoffe für Glucose und können leicht aus verschiedenen Quellen gewonnen werden, darunter Altöl, Rohöl und Ölnebenprodukte. In den letzten Jahren hat sich die Gruppe von Prof. Yong Tao dafür eingesetzt, wirtschaftlich und ökologisch wettbewerbsfähige Bioproduktionsverfahren unter Verwendung alternativer Biomasse zu entwickeln. Sie konzentrierten sich hauptsächlich auf fettsäurebasierte Biomasseressourcen.

Sowohl Dr. Weifeng Liu als auch Bo Liu sind die wichtigsten Mitglieder dieses Forschungsteams. „Fettsäuren haben im Vergleich zu Glucose einen höheren Reduktionsgrad und Kohlenstoffgehalt pro Masse. Fettsäurekatabolismus kann reichlich Acetyl‐CoA erzeugen, das als Vorläufer vieler wichtiger Chemikalien dient. Gleichzeitig ermöglicht ihr Katabolismus die Erzeugung von mehr Reduktionsäquivalenten, die für die Biosynthese erforderlich sind, und können Chemikalien mit höherer Ausbeute herstellen“, sagt Weifeng.

β‐Alanin ist eine wichtige Nichtprotein‐Aminosäure, die aus Zwischenprodukten des TCA‐Zyklus stammt. Es kann als Vorläufer für die Herstellung von Pantothensäure, Acrylamid und Acrylnitril verwendet werden, die in der Produktion von Lebensmittelzusatzstoffen, Pharmazeutika und Massenchemikalien weit verbreitet sind. β‐Alanin könnte aus Fettsäuren mit einer theoretischen Ausbeute von 1,391 g/g Rohmaterialien (Palmitinsäure) hergestellt werden, was viel höher ist als jeder Weg aus Glucose.

In dieser Arbeit fanden sie heraus, dass Fettsäurerohstoffe eine Produktion von β‐Alanin in hoher Ausbeute ermöglichen und gleichzeitig einen effizienten und ausgewogenen metabolischen Fluss des Glyoxylat‐TCA‐Zyklus aufrechterhalten können, was sowohl für die Produktsynthese als auch für das Zellwachstum günstig ist.

Schließlich wurde eine effiziente mikrobielle Zellfabrik für die nachhaltige Produktion von β‐Alanin aus Fettsäurerohstoffen entwickelt. „Die Produktionsmetriken sind die höchsten, die bisher gemeldet wurden. Wir gehen davon aus, dass die hier erläuterten Prinzipien Einblicke in die Entwicklung neuartiger Bioproduktionswege in der Zukunft geben würden“, sagt Weifeng.

Die Studie wurde veröffentlicht in mLeben.

Zur Verfügung gestellt von Beijing Zhongke Journal Publishing