Descripción del proyecto
Plataformas bacterianas artificiales que sintetizan glicolato directamente a partir de RuBisCo
La ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa/oxigenasa (RuBisCo) es la enzima más abundante de la Tierra, y la utilizan las bacterias, algas y plantas terrestres para convertir el CO2 atmosférico en compuestos orgánicos. A pesar de su gran importancia, la fijación de carbono por la RuBisCo no es completamente eficiente y, a menudo, genera un precursor de glicolato como producto secundario. El glicolato es una sustancia química versátil que puede servir de sustrato para otros productos de mayor valor añadido. El equipo del proyecto ROAD, que cuenta con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, aprovechará la ineficiencia de la RuBisCo, modificándola y aumentándola para obtener una novedosa biorrefinería microbiana para producir directamenteglicolato a partir del CO2 con plataformas bacterianas artificiales.
Objetivo
Establishing a bio-based economy requires the development of novel biorefineries, where bacterial cell factories are employed for producing added-value compounds from cheap, renewable substrates. CO2 is the ideal feedstock, being the most abundant and virtually unlimited carbon-source on Earth. Novel, highly promising biorefineries aim to utilize genetically engineered bacteria to convert renewable energies and atmospheric CO2 into fuels and chemicals. The enzyme Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (Rubisco) is the main responsible of CO2 fixation in the biosphere via the Calvin-Benson-Bassham cycle. Despite its wide distribution in the tree of Life, Rubisco is a rather inaccurate enzyme, presenting a tendency to perform an oxygenation side-reaction which results in the formation of 2-phosphoglycolate (2PG). While re-assimilation of 2PG in central metabolism results in net CO2 loss, it can serve as a precursor of glycolate, an attractive, versatile platform chemical. Here, I propose to exploit the sloppiness of Rubisco to implement a novel biorefinery for glycolate production from CO2. Ultimately, I aim to demonstrate feasible microbial synthesis glycolate, where engineered bacterial platforms synthesize this molecule directly from CO2 (as carbon source) and renewable H2 or formate (as energy source). This overarching goal will be pursued through three different, complementary objectives, including: in vivo screening of new, recently described Rubisco isoforms via ad hoc designed 'selection strain'; in vivo directed evolution of the best performing Rubisco isoforms for improving the inherent oxygenation activity; engineering of natural (Cupriavidus necator) and synthetic (Escherichia coli) bacteria autotrophs as cell factories for this process, which will be tested in gas-controlled lab-scale reactors. Eventually, such a novel biorefinery concept will open unprecedented possibilities for the use of CO2 as feedstock for a true biobased economy.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Palabras clave
Programa(s)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Régimen de financiación
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsCoordinador
2800 Kongens Lyngby
Dinamarca