Doorbraak in itaconzuur onderzoek
TNO ontdekt genen cruciaal voor de biotechnologische productie van
itaconzuur
16 juli 2008 - TNO heeft drie genen ontdekt die betrokken zijn bij de
productie van itaconzuur. Deze genen zijn cruciaal voor de
optimalisatie van de biotechnologische productie van itaconzuur.
Itaconzuur staat op de DOE top 12 lijst van chemicaliën vanwege zijn
potentie om als centrale bouwsteen gebruikt te worden in de
biotechnologische productie van chemicaliën. Daarnaast is itaconzuur
een waardevolle co-monomeer in de productie van polymeren. Itaconzuur
wordt momenteel geproduceerd door microbiële fermentatie, maar door de
lage opbrengsten is het toepassingsspectrum beperkt. Met de door TNO
ontdekte genen is de weg geopend om door middel van metabolic
engineering de itaconzuuropbrengst te verhogen. Drie patentaanvragen
zijn ingediend over deze ontdekkingen.
Microbiële productie itaconzuur
Sinds de jaren 60 wordt itaconzuur op commerciële schaal geproduceerd
via microbiële fermentatie waarbij gebruikt wordt gemaakt van de
schimmel Aspergillus terreus. Ondanks 60 jaar onderzoek naar de
productie van itaconzuur, zijn er tot op heden geen grote doorbraken
bereikt. De huidige productieniveaus zijn grotendeels te vergelijken
met die van 40 jaar geleden. Metabolic engineering kan toegepast
worden om een doorbraak in de productieniveaus van dit microbiële
productie proces te bewerkstelligen. Echter, tot op heden was deze
aanpak niet mogelijk, omdat de genen betrokken bij de biosynthese van
itaconzuur niet bekend waren.
Wetenschappelijke doorbraak
In samenwerking met BASF in het kader van BASF's groeicluster Witte
Biotechnologie, heeft TNO haar clone-based array aanpak toegepast om
die genen te identificeren die cruciaal zijn in de productie van
itaconzuur. "Het voordeel van deze aanpak is dat hij onbevooroordeeld
is en dat je een meervoudige bevestiging krijgt dat een gen relevant
is" licht Mariët van der Werf, projectmanager voor het
itaconzuurproject bij TNO toe. Gebruikmakend van deze aanpak is niet
alleen het cis-aconitate decarboxylase gen (itaconzuur-vormend)
ontdekt, maar ook twee andere genen die betrokken zijn bij de
productie van itaconzuur. "Dit is het eerste voorbeeld waarvan wij
weten dat transcriptomics nuttig was in metabolic engineering" stelt
Stefan Haefner, projectmanager voor het itaconzuurproject bij BASF. De
genen zijn tot expressie gebracht en het is aangetoond dat zij
inderdaad belangrijk zijn voor itaconzuurproductie. Drie
patentaanvragen zijn ingediend over deze ontdekkingen.
Itaconzuur
Itaconzuur is een onverzadigd C5-dicarboxylzuur. Het heeft specifieke
gunstige eigenschappen en heeft de potentie om een centrale bouwsteen
te worden in de productie van een groot scala aan chemicaliën en is
een waardevolle co-monomeer in de productie van polymeren.