全细胞生物催化HMF转化为BHMF由Aspergillus niger:过程开发和关键基因的识别

科学领域:

• 生物技术是生物技术.
• 绿色化学 绿色化学
• 生物质转换生物质转换

背景情况:

• 5-基甲基 (HMF) 是一种主要的平台化学物质,来源于基纤维素生物质.
• 将HMF转化为增值产品,如2,5-bis ((hydroxymethyl) furan (BHMF),对于可持续的生物炼油厂至关重要.

研究的目的:

• 开发一个全细胞生物催化系统,用于选择性地将HMF降低到BHMF.
• 优化反应条件并探索可持续BHMF生产的战略.

主要方法:

• 作为一个全细胞生物催化剂,利用了Aspergillus niger M13.
• 优化反应介质 (无菌水和葡萄糖) 和细胞度 (120mg/ml).
• 采用了料批,序列批和重复批策略;进行了转录组分析.

主要成果:

• 在最佳条件下,在12小时内实现了100%的HMF转换和84.1%的BHMF产量.
• 通过重复批处理 (21个周期,平均产量76.8%) 证明了持续的BHMF生产.
• 细胞的再生将催化寿命延长了43%;发现了高调节的氧化还原酶基因.

结论:

• A. niger M13系统提供了一个高效和可持续的生物催化平台,用于升级HMF.
• 该系统在温和条件下运行,使用简单的组件,与绿色化学原则保持一致.
• 确定了未来菌株工程的基因目标,以提高BHMF的生产.