Mikroorganizmy pomagają rozwijać przemysł chemiczny
Według Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych kwas 3-hydroksypropanowy (3-HP) jest trzecią najważniejszą substancją, którą można uzyskać z LCB. Obecnie jednak nie ma komercyjnego biologicznego procesu produkcji 3-HP ze względu na wysoki koszt surowca, niską wydajność oraz wysoką toksyczność. W ramach finansowanego ze środków unijnych projektu GEO-HPA (Development of a sustainable route to the important platform chemical 3-hydroxypropanoic acid using synthetic biology and a geobacillus chassis) postanowiono rozwiązać ten problem i opracować bioproces produkcji 3-HP z LCB przy użyciu bakterii Geobacillus. Bakterie Geobacillus rozwijają się w temperaturze 40-70 stopni Celsjusza i wywołują fermentację cukrów, zarówno pentozy, jak i heksozy, a także oligomerów obecnych w LCB. Te wysokie temperatury zmniejszają ryzyko zanieczyszczenia przez inne mikroorganizmy, zwiększają opłacalność procesu dzięki zmniejszeniu kosztów chłodzenia podczas fermentacji i nadają pożądane właściwości podłożu hodowlanemu. Naukowcy opracowali wielkoskalowy bioproces produkcji kwasu 3-HP z cukrów z wykorzystaniem bakterii Geobacillus thermoglucosidasius (GBT). Następnie rozszerzono ten proces, stosując LCB jako surowiec. Wyniki pokazały, że bakteria GBT jest obiecującym termofilem zdolnym do metabolizowania glukozy i ksylozy, dwóch głównych cukrów występujących w LCB. Organizm wykazał wiele cennych właściwości w odniesieniu do produkcji kwasu 3-HP. Na przykład, wysoki wzrost komórkowy i szybkość rozwoju bakterii GBT jest porównywalna z E. coli. Ponadto bakteria ta nie żywi się ani nie powoduje degradacji kwasu 3-HP, ani nie traktuje go jako źródła węgla, jak niektóre inne organizmy. Partnerzy projektu stworzyli rekombinowane szczepy GBT do produkcji 3-HP z cukrów i uzyskali małe stężenie kwasu 3-HP (3-5 milimoli), co potwierdziło skuteczność tej koncepcji. Te wyniki sugerują, że GBT jest potencjalnym organizmem do produkcji 3-HP oraz że syntezę 3-HP można podnieść do wyższego poziomu. W ramach projektu GEO-HPA opracowano ekonomiczną i zrównoważoną metodę komercyjnej produkcji kwasu 3-HP. Pozwoli to zwiększyć konkurencyjność UE w zakresie biologicznej produkcji chemikaliów ze źródeł odnawialnych.
