Совместные исследовательские усилия Национальной лаборатории Лоуренса Беркли и университета Калифорнии в Беркли привели к созданию бактерий, которые могут создавать уникальные продукты на основе углерода. Этот прорыв может открыть многообещающий путь производства устойчивых биохимических веществ.
Открытие, недавно опубликованное в журнале Nature , использует бактерии для интеграции природных ферментативных реакций с новой реакцией, известной как реакция переноса карбена. Это исследование имеет потенциал для уменьшения промышленных выбросов, предоставляя устойчивые альтернативы обычным методам химического производства, обычно полагающимся на ископаемое топливо.
«В этой статье мы показали, что в этой реакции мы можем синтезировать все – от природных ферментов до карбенов – внутри бактериальной клетки. Все, что вам нужно добавить, – это сахар, а клетки сделают все остальное», – сказал Джей Кисслинг, главный исследователь исследования и генеральный директор Объединенного института биоэнергетики Департамента энергетики (JBEI).
Карбены – это высокоактивные химические вещества на основе углерода, которые можно использовать в различных типах реакций. Десятилетиями ученые хотели использовать карбеновые реакции в производстве топлива и химикатов, а также в открытии и синтезе лекарства. Но эти карбеновые процессы можно было проводить лишь небольшими партиями с помощью пробирок и требовали дорогостоящих химических веществ, чтобы управлять реакцией.
В новом исследовании исследователи заменили дорогостоящие химические реактивы натуральными продуктами, которые могут производиться с помощью сконструированного штамма бактерий Streptomyces. Поскольку бактерии используют сахар для производства химических продуктов с помощью клеточного метаболизма, «эта работа позволяет нам выполнять химию карбенов без токсичных растворителей или токсичных газов, обычно используемых в химическом синтезе», — сказал первый автор Цзин Хуанг, исследователь лаборатории Беркли в Кисслинге. лаборатория. «Этот биологический процесс гораздо более безопасен для окружающей среды, чем современный способ синтеза химикатов», — сказал Хуан.