Une équipe de recherche dirigée par le professeur distingué Sang-Yup Lee a signalé la production d'une souche microbienne capable de produire massivement de l'acide succinique avec la plus grande efficacité de production à ce jour. Cette stratégie d'intégration de l'ingénierie métabolique des systèmes avec l'ingénierie enzymatique sera utile pour la production de produits chimiques biosourcés industriellement compétitifs. Leur stratégie a été décrite dans Communication Nature le 23 avril.

La production biosourcée de produits chimiques industriels à partir de biomasse non alimentaire renouvelable est devenue de plus en plus importante en tant que substitut durable aux processus de production conventionnels à base de pétrole reposant sur des ressources fossiles. Ici, ingénierie métabolique des systèmes, qui est le composant clé de la technologie de bioraffinerie, est utilisé pour concevoir efficacement les voies métaboliques complexes des micro-organismes afin de permettre la production efficace de produits chimiques industriels.

Acide succinique, un acide dicarboxylique à quatre carbones, est l'une des plateformes chimiques les plus prometteuses servant de précurseur à des produits chimiques importants sur le plan industriel. Parmi les micro-organismes producteurs d'acide succinique, Mannheimia succiniciproducens s'est avérée être l'une des meilleures souches pour la production d'acide succinique.

L'équipe de recherche a développé une technologie de production d'acide succinique biosourcé en utilisant la souche M. succiniciproducens isolée du rumen de vaches coréennes pendant plus de 20 ans et a réussi à développer une souche capable de produire de l'acide succinique avec la plus grande efficacité de production.

Ils ont réalisé une ingénierie métabolique des systèmes pour optimiser la voie de production d'acide succinique de la souche M. succiniciproducens en déterminant la structure cristalline des enzymes clés importantes pour la production d'acide succinique et en effectuant une ingénierie des protéines pour développer des enzymes avec de meilleures performances catalytiques.

Par conséquent, 134 g par litre d'acide succinique ont été produits à partir de la fermentation d'une souche modifiée utilisant du glucose, glycérol, et le dioxyde de carbone. Ils ont pu atteindre 21 g par litre par heure de production d'acide succinique, qui est l'un des facteurs clés déterminant la faisabilité économique de l'ensemble du processus de production. Il s'agit de la meilleure efficacité de production d'acide succinique au monde signalée à ce jour. Les méthodes de production précédentes étaient en moyenne de 1 à 3 g par litre par heure.

Le professeur distingué Sang Yup Lee a expliqué que le travail de son équipe contribuera de manière significative à transformer l'industrie pétrochimique actuelle en une industrie biosourcée respectueuse de l'environnement.

"Nos recherches sur la production biosourcée hautement efficace d'acide succinique à partir de ressources non alimentaires renouvelables et de dioxyde de carbone ont fourni une base pour réduire notre forte dépendance aux ressources fossiles, qui est la principale cause de la crise environnementale, " dit le professeur Lee.