Система синтеза жирных кислот E. coli может эффективнее превращать биомассу в целевые продукты

Ценные химикаты и топливо производят в генетически модифицированных штаммах Escherichia coli, снимая регуляцию с её фермента синтазы жирных кислот (FAS), что заставляет микроорганизм производить нужные вещества. Например, E. coli производит химикаты для изготовления моющих средств и смазок, а также метилкетоны с перспективными топливными свойствами.

Предыдущие микробные методы производства были основаны на жёстко регулируемых ферментативных процессах, ограничивающих выход продукта. Исследователи разработали альтернативную систему FAS, в которой ферменты из других организмов работают вместе с нативной FAS E. coli, повышая способность микроба к химическому синтезу.

Хотя жирные спирты можно получать из нефти, растений и животных, микробный синтез таких веществ — более устойчивый путь. Дальнейшая оптимизация этой системы может привести к созданию штаммов с более эффективной конверсией биомассы в топливо и целевые продукты.

Как жизненно важный элемент метаболизма, FAS в бактериях строго регулируется. Чтобы обойти это ограничение, исследователи из Объединённого института биоэнергетики Министерства энергетики США продемонстрировали рекомбинантную экспрессию и активность нескольких ферментов FAS типа 1, которые функционировали параллельно с нативной FAS E. coli.

Наиболее активной гетерологичной FAS, экспрессированной в E. coli, оказалась FAS1A из Corynebacterium glutamicum. Её использовали для производства олеохимикатов, включая жирные спирты и метилкетоны. Эта работа считается первым примером in vivo функционирования гетерологичной FAS в E. coli.

Использование ферментов FAS1 для производства биотоплива и биопродуктов может привести к более эффективной конверсии биомассы. Кроме того, функциональная экспрессия этих крупных ферментных комплексов в E. coli позволит изучать их без необходимости культивировать исходные организмы.