پلاستیک های بر پایه میکروارگانیسم‌ها دارای پتانسیل جایگزینی با بطری‌های PET
در حال حاضر، جهان از مشکلات زیست محیطی ناشی از زباله‌های پلاستیکی رنج می‌برد. یک تیم تحقیقاتی KAIST موفق به تولید پلاستیک مبتنی بر میکروبی شده است که زیست تخریب پذیر است و می‌تواند جایگزین بطری‌های PET موجود شود.
یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور برجسته سانگ یوپ لی از دپارتمان مهندسی شیمی و بیومولکولی موفق به توسعه یک سویه میکروبی شده است که به طور موثر یک مونومر پلی استر شبه آروماتیک را برای جایگزینی پلی اتیلن ترفتالات (PET) با استفاده از مهندسی متابولیک سیستم ها تولید می‌کند.
دی کربوکسیلیک اسیدهای شبه آروماتیک دارای خواص فیزیکی بهتر و زیست تخریب پذیری بالاتری نسبت به پلی استر آروماتیک (PET) هستند که به عنوان پلیمر سنتز می‌شوند و به عنوان یک مونومر دوستدار محیط زیست که می تواند به پلیمرها سنتز شود، توجه را به خود جلب می‌کنند. تولید اسیدهای دی کربوکسیلیک شبه آروماتیک از طریق روش‌های شیمیایی تحت تاثیر بازده و گزینش‌پذیری کم، شرایط واکنش پیچیده و تولید زباله‌های خطرناک قرار می‌گیرند.
برای حل این مشکل، تیم تحقیقاتی پروفسور سانگ یوپ لی از مهندسی متابولیک برای توسعه یک سویه میکروبی استفاده کرد که به طور موثر پنج نوع دی کربوکسیلیک اسیدهای شبه آروماتیک، از جمله اسید 2-pyrone-4،6-dicarboxylic و چهار نوع پیریدین دی کربوکسیلیک اسید (3-، 2،4-، 2،5-، 2،6-پیریدین اسیدهای دی کربوکسیلیک)، در Corynebacterium، یک باکتری که عمدتا برای تولید اسید آمینه استفاده می کند را تولید مینماید.
تیم تحقیقاتی از تکنیک‌های مهندسی متابولیک برای ساخت یک سویه میکروبی پلت فرمی استفاده کرد که جریان متابولیک اسید پروتوکاتچوئیک را که به عنوان پیش ماده‌ای برای چندین اسید دی کربوکسیلیک شبه آروماتیک استفاده می‌کند را افزایش می‌دهد و مانع از بین رفتن پیش‌سازها می شود.
بر این اساس، و با هدف دستکاری ژنتیکی از طریق تجزیه و تحلیل رونوشت، تولید 76.17 گرم در لیتر اسید 2-pyrone-4،6- دی کربوکسیلیک، و با کشف جدید و ساخت سه نوع مسیر متابولیک تولید اسید پیریدین دی کربوکسیلیک، با موفقیت 2.79 گرم در لیتر 2،3-پیریدین دی کربوکسیلیک اسید، 0.49 گرم در لیتر 2،4-پیریدین دی کربوکسیلیک اسید و 1.42 گرم در لیتر 2.5-پیریدین دی کربوکسیلیک اسید کشف شد.
علاوه بر این، تیم تحقیقاتی تولید 15.01 گرم در لیتر را از طریق ساخت و تقویت مسیر بیوسنتز اسید دی کربوکسیلیک 2،6 پیریدین تایید کرد و در مجموع پنج اسید دی کربوکسیلیک آروماتیک مشابه با کارایی بالا را با موفقیت تولید کرد.
مروری بر تولید اسید دی کربوکسیلیک شبه آروماتیک با استفاده از C. glutamicum مهندسی متابولیک. اعتبار: مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم (2024). DOI: 10.1073/pnas.2415213121
در نتیجه، تیم موفق به تولید اسیدهای دی کربوکسیلیک 2،4، 2،5، و 2،6 پیریدین با بالاترین غلظت در جهان شد. به طور خاص، اسید دی کربوکسیلیک 2،4-، 2،5-پیریدین در مقیاس گرم در لیتر تولید شد که قبلاً در مقادیر بسیار کم (میلی گرم در لیتر) تولید می‌شد.
انتظار می‌رود که این تحقیق در فرآیندهای صنعتی مختلف تولید پلی استر اعمال شده و همچنین انتظار می‌رود که به طور فعال در تحقیقات تولید پلی استرهای آروماتیک مشابه استفاده گردد.
پروفسور سانگ یوپ لی، نویسنده مسئول، گفت: “اهمیت در این واقعیت نهفته است که ما یک فناوری دوستدار محیط زیست ایجاد کرده‌ایم که به طور موثر مونومرهای پلی استر مشابهی را بر اساس میکروارگانیسم‌ها تولید می‌کند” و “این مطالعه به زیستی مبتنی بر میکروارگانیسم کمک خواهد کرد.” صنعت مونومر در آینده جایگزین صنایع شیمیایی مبتنی بر پتروشیمی می‌شود.
نویسنده خبر: مهدیه رنجبر
References
بدون دیدگاه