Almanya’daki araştırmacılar, önemli miktarlarda glutarik asit üretmek için bir bakteri metabolize etti.
Her gün, beş karbonlu organik bileşik glutarik asit kullanılarak yapılan çeşitli şeylerle karşılaşıyoruz. Ticari polyesterler ve poliamidler için bir yapı taşı olmakla birlikte aynı zamanda ortak plastikleştirici 1,5-pentandiol yapmak için de kullanılmakta. Gıda ve alkollü içeçeklerde bir tatlandırıcı olarak bulunan bu madde, kalp kapakçık değiştirmeleri ve askeri zırhı yapmak için kullanılan materyallerde de test edildi.
Glutarik asit yapmak için mevcut yöntemler, petrokimyasal kökenleri olan, siklopentanon ve siklopentanol gibi bileşikler içermekte. Saarland Üniversitesi’nden Christoph Wittmann tarafından yönetilen bir ekip, glutarik asit üretmek için bakteriler kullandı.
Wittmann ve ekibi, amino asit L-lizinin fazla üretimi için mikrop tasarladılar. Bakteri daha sonra 5-aminovalerat ara ürünü aracılığıyla L-lisini glutarik aside dönüştürmekte. Wittmann’ın ekibi, bakteriyel hücreye 5-aminovaleratı yeniden kazandıran ve neredeyse özel glutarik asit üretimini sağlayan bir proteini fazla miktarda üretmek için bakteri tasarladı. 5-aminovalerat ara maddesinin bir araya getirilmesi, saf glutarik asit yerine bir ürün karışımı meydana getiren önceki çalışmayı engellemişti. Arizona State Üniversitesi’nde sürdürülebilirlik ve metabolik mühendislik uzmanı olan David Nielsen, araştırmacıların büyük bir başarı elde ettiğini vurguluyor ve şöyle söylüyor: “Çalışma sonucunda, suşları ticarileşmeye doğru bir sonraki adımı atmaya hazır görünüyor.”
Ekip ayrıca, bakteriyel olarak üretilen glutarik asitlerin, altı karbon monomerle birlikte, naylon-6,5 yapmak için kullanılabildiğini ve petrokimyasal olarak üretilmiş naylon ile aynı yapısal ve termal özelliklere sahip olduğunu gösterdi. Biyolojik olarak üretilen diamin monomerleri ile altı-karbonlu monomerlerin substitüsyonu ile diğer poliamidleri sentezlemek için glutarik asit kullanılabilir.
Nielsen “Bu yöntem, çeşitli uygulamalar için ayarlanabilir özelliklere sahip % 100 biyo-tekrarlanabilir naylonlar sağlayacaktır.”
Tüm bunlara ek olarak, bakteriler ayrıca lignoselülozik biyokütle ve deniz yosundan elde edilen mannitol gibi yenilenebilir kaynaklardan beslenebilmekte.
Referanslar
- Rohles, C. M., Gläser, L., Kohlstedt, M., Gießelmann, G., Pearson, S., del Campo, A., … & Wittmann, C. (2018). A bio-based route to the carbon-5 chemical glutaric acid and to bionylon-6, 5 using metabolically engineered Corynebacterium glutamicum. Green Chemistry, 20(20), 4662-4674.
- https://www.chemistryworld.com/news/bacterial-factories-rival-petrochemical-route-to-nylon-building-block-/3009669.article