A glicose (Glc) foi modificada com 6CF, e o 6CF-Glc foi usado como fonte de carbono para a fermentação de K. sucrofermentans para obtenção de 6CF-BC através de vias metabólicas microbianas. Crédito:GAO Minghong
A celulose bacteriana (BC) é um material de celulose produzido por fermentação microbiana com uma estrutura de rede porosa única. O BC funcionalizado tem clientes em potencial em muitos campos, como detecção química, imagem biológica, e adsorção de óleo.
Atualmente, O BC é frequentemente funcionalizado por meio de revestimento físico ou modificação química. O revestimento físico pode fornecer uma condição de modificação leve, mas as metades funcionais sofrem potencialmente de derramamento. Materiais quimicamente modificados são difíceis de implementar para produção em escala industrial, devido ao seu fraco desempenho e grave poluição ambiental.
Recentemente, uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Xian Mo e Zhang Haibo do Instituto Qingdao de Bioenergia e Tecnologia de Bioprocessos (QIBEBT) da Academia Chinesa de Ciências desenvolveu um novo método para funcionalização da celulose bacteriana.
BC com funcionalidade fluorescente não natural foi obtido através da fermentação in situ de Komagataeibacter sucrofermentans (K. sucrofermentans, um microrganismo que produz BC), usando glicose modificada por 6-carboxifluoresceína (6CF-Glc, uma molécula de glicose modificada que tem fluorescência) como substrato.
O método comprovou a viabilidade da síntese in situ de materiais funcionais por fermentação microbiana, alcançou a síntese microbiana de materiais de celulose funcional fluorescente e estendeu com sucesso a biologia sintética ao campo da funcionalização de materiais.
As excelentes propriedades dos materiais funcionais foram analisadas por vários métodos e comparadas com as da celulose obtida por métodos de modificação tradicionais.
Os resultados mostraram que o novo método tinha as vantagens de proteção ambiental, baixo custo, distribuição controlável e uniforme de porções funcionais, e resolver o problema de gargalo na síntese e desempenho de materiais funcionais. O novo método também deveria alcançar a modificação quiral de moléculas funcionais em sítios moleculares específicos.
Este trabalho fornece não apenas novos insights e idéias para a biossíntese de materiais BC funcionais, mas também uma nova perspectiva para a síntese in situ de outros materiais funcionais por microrganismos.