Uma equipe de pesquisa KAIST concluiu um mapa metabólico que traça todas as estratégias disponíveis e caminhos de reações químicas que levam à produção de vários produtos químicos de base biológica industrial.

A equipe foi liderada pelo ilustre professor Sang Yup Lee, que produziu pesquisas de engenharia metabólica e de engenharia de sistemas de alta qualidade por décadas, e fez o mapa de produtos químicos de marca registrada após sete anos de estudos.

A equipe apresentou uma análise muito detalhada sobre engenharia metabólica para a produção de uma ampla gama de produtos químicos industriais, combustíveis, e materiais. Levantando as tendências atuais na produção de base biológica de produtos químicos em biotecnologia industrial, a equipe examinou minuciosamente a situação atual dos produtos químicos industriais produzidos por meio de reações biológicas e / ou químicas.

Espera-se que este mapa abrangente sirva como um modelo para a inspeção visual e intuitiva de reações biológicas e / ou químicas para a produção de interesse a partir de recursos renováveis. A equipe também compilou um pôster para apresentar visualmente as vias sintéticas de produtos químicos no contexto de seu metabolismo microbiano.

À medida que a engenharia metabólica se tornou cada vez mais poderosa no tratamento de recursos fósseis limitados, das Alterações Climáticas, e outras questões ambientais, o número de produtos químicos produzidos microbianamente usando biomassa como fonte de carbono aumentou substancialmente. A produção sustentável de produtos químicos e materiais industriais tem sido explorada com micro-organismos como fábricas de células e biomassa não alimentar renovável como matéria-prima para o petróleo alternativo. A engenharia desses microrganismos tem se tornado cada vez mais eficiente e eficaz com a ajuda da engenharia metabólica - uma prática de engenharia que usa o metabolismo de organismos vivos para produzir um metabólito desejado.

Com o estabelecimento da engenharia metabólica de sistemas - a integração da engenharia metabólica com ferramentas e estratégias da biologia de sistemas, biologia sintética e engenharia evolutiva - a velocidade com que os microrganismos estão sendo projetados atingiu um ritmo sem paralelo.

A fim de avaliar o estado atual em que micro-organismos modificados metabolicamente podem produzir um grande portfólio de produtos químicos industriais, a equipe conduziu uma extensa revisão da literatura e mapeou-os em um pôster. Este pôster resultante, denominado mapa de produtos químicos de base biológica, apresenta caminhos sintéticos para produtos químicos industriais, que consistem em reações biológicas e / ou químicas.

Os produtos químicos industriais e suas rotas de produção são apresentados no contexto das vias metabólicas do carbono central, uma vez que esses metabólitos-chave servem como precursores dos produtos químicos a serem produzidos. O mapa bioquímico resultante permite a detecção e análise de vias sintéticas ideais para um determinado produto químico industrial. Além do pôster, os autores compilaram uma lista de produtos químicos que foram produzidos com sucesso usando microorganismos e uma lista das empresas correspondentes que os produzem comercialmente. Esta revisão completa da literatura e o resumo analítico que a acompanha serão um recurso importante para pesquisadores interessados ​​na produção de produtos químicos a partir de fontes renováveis ​​de biomassa.

Microrganismos modificados metabolicamente já deram uma grande contribuição para a produção sustentável de produtos químicos usando recursos renováveis. O professor Lee disse que queria um levantamento detalhado do estado atual e da capacidade de produção de produtos químicos de base biológica.

"Estamos muito empolgados que esta análise e pôster irão expandir a discussão sobre a produção de produtos químicos importantes por meio de microrganismos engenheirados e também combinar meios biológicos e químicos de uma maneira mais sustentável, " ele explicou.