Et team af sydkoreanske og danske forskere har udviklet et biokemisk kort, der letter vejen til biologisk produktion af industrielle kemikalier.
Forskere fra Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) og DTU Biosustain har fremstillet et meget detaljeret stofskiftekort, der viser alle de reaktioner i cellen, som kan føre til, at den producerer forskellige industrielle kemikalier. Kortet vil gøre det betydelig lettere at konstruere mikroorganismer, som kan producere biobaserede og dermed bæredygtige kemikalier.
Holdet ledes af Sang Yup Lee, Professor ved Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) og Videnskabelig Direktør ved Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability (DTU Biosustain) ved DTU. Sang Yup Lee har udfærdiget kortet over mulige bio-kemikalier efter syv års studier, og forskningen er nu offentliggjort i tidsskriftet Nature Catalysis.
Bred vifte af anvendelsesmuligheder
"Dette kort vil give forskere mulighed for at udvikle deres egne produktionsstrategier."
Sang Yup Lee, Videnskabelig Direktør ved DTU Biosustain
I artiklen præsenterer forskerholdet en meget detaljeret analyse af såkaldte metaboliske teknikker til produktion af en bred vifte af industrielle kemikalier, brændstoffer og materialer.
"Det metaboliske kort præsenterer de kemikalier, der kan produceres mest effektivt fra et bestemt metabolisk knudepunkt. Desuden viser det kombinerede biologiske og kemiske strategier til fremstilling af bestemte kemikalier fra vedvarende ressourcer. At have dette omfattende kort vil således give forskere mulighed for at udvikle deres egne produktionsstrategier," siger Sang Yup Lee.
Sang Yup Lee er videnskabelig direktør for sektionen ’New Bioactive Compounds’ ved DTU Biosustain. Han og hans team arbejder på at omprogrammere bakterier i familien actinomycetes til at kunne fremstille nye antibiotika og andre naturlige forbindelser med medicinsk virkning. Nogle af strategierne fra kortet er allerede blevet implementeret i sektionens daglige arbejde.
Liste over virksomheder der producerer bio-kemikalier
For at kunne overskue de nuværende muligheder for at producere industrielle kemikalier biologisk, gennemgik holdet bag artiklen litteraturen og kortlagde de cellulære signalveje. På den måde kunne de tegne et bio-baseret kemikaliekort, dvs. et kort, som præsenterer alle de syntetiske veje til industrielle kemikalier.
"Vi er glade for, at artiklen og kortet vil bidrage til en diskussion om, hvordan man kan producere vigtige kemikalier via genmanipulerede mikroorganismer kombineret med andre biologiske og kemiske tilgange på en mere bæredygtig måde," siger han.
Forfatterne har også udarbejdet en liste over kemikalier, der med succes er blevet fremstillet ved hjælp af mikroorganismer, og en liste over de virksomheder, som producerer dem kommercielt.
Det biokemiske kort giver mulighed for at se og analysere sig frem til de optimale syntetiske veje til et givet industrielt kemikalie.
Kortet beskriver repræsentative kemikalier, som kan fremstilles enten ved biologiske og / eller kemiske midler. Røde pile repræsenterer kemiske ruter, og blå pile repræsenterer biologiske ruter. Mellemliggende metabolitter i organismens stofskifte kan tjene som en platform for produktion af industrielt relevante kemikalier. Et mere omfattende kort kan findes som en plakat i den videnskabelige artikel.
