p Um grupo de pesquisa da KAIST desenvolveu uma bactéria capaz de produzir um corante vermelho natural, ácido carmínico, que é amplamente utilizado para alimentos e cosméticos. A equipe de pesquisa relatou a biossíntese completa de ácido carmínico a partir da glicose em Escherichia coli modificada. As estratégias serão úteis para o projeto e construção de vias biossintéticas envolvendo enzimas desconhecidas e, conseqüentemente, a produção de diversos produtos naturais industrialmente importantes para a alimentação, farmacêutico, e indústrias cosméticas. p O ácido carmínico é um corante vermelho natural amplamente utilizado em produtos como leite de morango e batom. Contudo, o ácido carmínico foi produzido pela cultura de cochonilhas, uma cochonilha que só cresce na região ao redor do Peru e nas Ilhas Canárias, seguido por um complicado processo de purificação de várias etapas. Além disso, o ácido carmínico geralmente contém contaminantes proteicos que causam alergias, tantas pessoas não estão dispostas a consumir produtos feitos de corantes acionados por insetos. Naquela conta, fabricantes em todo o mundo estão usando corantes vermelhos alternativos, apesar do fato de o ácido carmínico ser um dos corantes vermelhos naturais mais estáveis.

p Esses desafios inspiraram o grupo de pesquisa de engenharia metabólica da KAIST a resolver esse problema. Seus membros incluem os pesquisadores de pós-doutorado Dongsoo Yang e Woo Dae Jang, e o Distinto Professor Sang Yup Lee do Departamento de Engenharia Química e Biomolecular. Este estudo intitulado "Produção de ácido carmínico por Escherichia coli modificada metabolicamente" foi publicado online no Jornal da American Chemical Society ( JACS ) em 2 de abril.

p Esta pesquisa relata pela primeira vez o desenvolvimento de uma cepa bacteriana capaz de produzir ácido carmínico a partir da glicose por meio de engenharia metabólica e engenharia enzimática assistida por simulação de computador. O grupo de pesquisa otimizou a maquinaria da policetídeo sintase do tipo II para produzir com eficiência o precursor do ácido carmínico, ácido flavocermésico.

p Uma vez que as enzimas responsáveis ​​pelas duas reações restantes não foram descobertas nem funcionais, A análise da reação bioquímica foi realizada para identificar enzimas que podem converter o ácido flavocermésico em ácido carmínico. Então, modelagem de homologia e simulações de docking foram realizadas para melhorar as atividades das duas enzimas identificadas. A equipe pôde confirmar que a cepa final projetada poderia produzir ácido carmínico diretamente da glicose. A C-glucosiltransferase desenvolvida neste estudo foi considerada geralmente aplicável para outros produtos naturais, conforme demonstrado pela produção bem-sucedida de um produto adicional, aloesin, que é encontrado nas folhas de aloe.

p "A parte mais importante desta pesquisa é que enzimas desconhecidas para a produção de produtos naturais alvo foram identificadas e melhoradas por análises de reações bioquímicas e engenharia de enzimas auxiliada por simulação de computador, "diz o Dr. Dongsoo Yang. Ele explicou que o desenvolvimento de uma C-glucosiltransferase geralmente aplicável também é útil, uma vez que a C-glucosilação é uma reação relativamente inexplorada em bactérias, incluindo Escherichia coli. Usando a C-glucosiltransferase desenvolvida neste estudo, tanto o ácido carmínico quanto a aloesina foram produzidos com sucesso a partir da glicose.

p "Um método sustentável e livre de insetos de produção de ácido carmínico foi alcançado pela primeira vez neste estudo. Enzimas desconhecidas ou ineficientes sempre foram um grande problema na biossíntese de produtos naturais, e aqui sugerimos uma solução eficaz para resolver esse problema. Como manter uma boa saúde na sociedade em envelhecimento está se tornando cada vez mais importante, esperamos que a tecnologia e as estratégias desenvolvidas aqui desempenhem um papel fundamental na produção de outros produtos naturais valiosos de importância médica ou nutricional, "disse o Distinto Professor Sang Yup Lee.