Den interaktiva metaboliska kartan över biobaserade kemikalier. Kredit:KAIST Metabolic &Biomolecular Engineering National Research Laboratory
Ett forskarlag bestående av Woo Dae Jang, Gi Bae Kim och den framstående professorn Sang Yup Lee vid Institutionen för kemisk och biomolekylär teknik vid KAIST rapporterade en interaktiv metabolisk karta över biobaserade kemikalier. Deras forskningsartikel "An interactive metabolic map of bio-based chemicals" publicerades online i Trends in Biotechnology den 10 augusti 2022.
Som ett svar på snabba klimatförändringar och miljöföroreningar uppmärksammas forskning om framställning av petrokemiska produkter med hjälp av mikroorganismer som ett hållbart alternativ till befintliga produktionsmetoder. För att syntetisera olika kemiska ämnen, material och bränsle med hjälp av mikroorganismer är det nödvändigt att först konstruera den biosyntetiska vägen mot önskad produkt genom utforskning och upptäckt och introducera dem i mikroorganismer. Dessutom, för att effektivt syntetisera olika kemiska ämnen, är det ibland nödvändigt att använda kemiska metoder tillsammans med bioteknikmetoder som använder mikroorganismer samtidigt. För produktion av icke-inhemska kemikalier utformas nya vägar genom att rekrytera enzymer från heterologa källor eller använda enzymer utformade genom rationell ingenjörskonst, riktad evolution eller ab initio design.
Forskargruppen hade färdigställt en karta över kemikalier som sammanställde alla tillgängliga vägar för biologiska och/eller kemiska reaktioner som leder till produktion av olika biobaserade kemikalier redan 2019 och publicerade kartan i Nature Catalysis . Kartan distribuerades i form av en affisch till industrier och akademi så att biobaserade kemikaliers syntesvägar kunde kontrolleras med ett ögonkast.
Forskargruppen har utökat den biobaserade kemikaliekartan denna gång i form av en interaktiv karta på webben så att alla som har tillgång till internet snabbt kan utforska effektiva vägar för att syntetisera önskade produkter. Den webbaserade kartan tillhandahåller interaktiva visuella verktyg för att möjliggöra interaktiv visualisering, utforskning och analys av komplexa nätverk av biologiska och/eller kemiska reaktioner mot de önskade produkterna. Dessutom diskuterar den rapporterade artikeln också produktionen av naturliga föreningar som används för olika ändamål såsom mat och medicin, vilket kommer att hjälpa till att utforma nya vägar genom liknande tillvägagångssätt eller genom att utnyttja promiskuiteten hos enzymer som beskrivs i kartan. Den publicerade biobaserade kemikaliekartan finns också tillgänglig online.
De första författarna, Dr Woo Dae Jang och Ph.D. student Gi Bae Kim, säger att de "gjorde den här studien för att möta efterfrågan på att uppdatera den tidigare distribuerade kemikaliekartan och förbättra dess mångsidighet."
"Kartan förväntas användas i en mängd olika forskning och i ansträngningar att sätta strategier och utsikter för kemisk produktion med bio och kemiska metoder som är detaljerade i kartan."
Den framstående professorn Sang Yup Lee säger att "den interaktiva biobaserade kemikaliekartan förväntas hjälpa till att designa och optimera de metaboliska vägarna för biosyntesen av målkemikalier tillsammans med strategierna för kemiska omvandlingar, vilket fungerar som en plan för att utveckla ytterligare idéer om produktion av önskade kemikalier genom biologiska och/eller kemiska reaktioner." + Utforska vidare
