Carte interactive de la synthèse métabolique des produits chimiques

Une équipe de recherche composée de Woo Dae Jang, Gi Bae Kim et du professeur distingué Sang Yup Lee du Département de génie chimique et biomoléculaire du KAIST a présenté une carte métabolique interactive des produits chimiques biosourcés. Leur article de recherche « Une carte métabolique interactive des produits chimiques biosourcés » a été publié en ligne dans Tendances en biotechnologie le 10 août 2022.

En réponse au changement climatique rapide et à la pollution de l’environnement, la recherche sur la production de produits pétrochimiques à l’aide de micro-organismes retient l’attention en tant qu’alternative durable aux méthodes de production existantes. Afin de synthétiser diverses substances chimiques, matériaux et carburants à l’aide de micro-organismes, il est nécessaire de construire d’abord la voie de biosynthèse vers le produit souhaité par exploration et découverte et de les introduire dans des micro-organismes. De plus, afin de synthétiser efficacement diverses substances chimiques, il est parfois nécessaire d’employer des méthodes chimiques ainsi que des méthodes de bio-ingénierie utilisant des micro-organismes en même temps. Pour la production de produits chimiques non natifs, de nouvelles voies sont conçues en recrutant des enzymes à partir de sources hétérologues ou en utilisant des enzymes conçues par ingénierie rationnelle, évolution dirigée ou conception ab initio.

L’équipe de recherche avait achevé une carte des produits chimiques qui compilait toutes les voies disponibles de réactions biologiques et/ou chimiques menant à la production de divers produits chimiques biosourcés en 2019 et a publié la carte dans Catalyse naturelle. La carte a été distribuée sous forme d’affiche aux industriels et universitaires afin de vérifier en un coup d’œil les voies de synthèse des produits chimiques biosourcés.

L’équipe de recherche a élargi la carte des produits chimiques biosourcés cette fois sous la forme d’une carte interactive sur le Web afin que toute personne ayant accès à Internet puisse explorer rapidement des voies efficaces pour synthétiser les produits souhaités. La carte basée sur le Web fournit des outils visuels interactifs pour permettre une visualisation, une exploration et une analyse interactives de réseaux complexes de réactions biologiques et/ou chimiques vers les produits souhaités. En outre, le document rapporté traite également de la production de composés naturels qui sont utilisés à des fins diverses telles que l’alimentation et la médecine, ce qui aidera à concevoir de nouvelles voies par des approches similaires ou en exploitant la promiscuité des enzymes décrites dans la carte. La carte publiée des produits chimiques d’origine biologique est également disponible en ligne.

Les co-premiers auteurs, le Dr Woo Dae Jang et Ph.D. l’étudiant Gi Bae Kim, disent qu’ils « ont mené cette étude pour répondre à la demande de mise à jour de la carte des produits chimiques précédemment distribuée et d’amélioration de sa polyvalence ».

« La carte devrait être utilisée dans une variété de recherches et dans des efforts pour définir des stratégies et des perspectives de production chimique incorporant des méthodes bio et chimiques qui sont détaillées dans la carte. »

Le professeur distingué Sang Yup Lee déclare que « la carte interactive des produits chimiques d’origine biologique devrait aider à concevoir et à optimiser les voies métaboliques pour la biosynthèse des produits chimiques cibles ainsi que les stratégies de conversions chimiques, servant de modèle pour développer d’autres idées sur le production des produits chimiques souhaités par des réactions biologiques et/ou chimiques.