“Doğal” Renklendirici Üretmek için Tasarlanan Mikroplar!
Bugünlerde tüketiciler gıdalarda ve kozmetik ürünlerde yapay renklendiricileri kullanmamayı tercih ediyor. Şirketlerse bu duruma doğal alternatifler arayarak cevap vermeye çalışıyor. Çoğu tüketicinin uzak durmaya çalıştığı FD&C Kırmızı 40 Numara renklendiricinin yerine kırmızı, mor veya mavi bitki pigmentleri olan antosiyaninler geçebilir. Ancak antosiyaninler sebze ve meyvelerden çıkarılabilmelerine rağmen, bu özütler değişik kalitede ve saflaştırması çok pahalı.
Bu zorluklarla başa çıkmak için, Rensselaer Politeknik Enstitüsü’nden Mattheos A.G. Koffas tarafından yönetilen araştırmacı ekibi, antosiyanin üretimi için dört farklı genetiği değiştirilmiş bakteri türünü glikoz ile besleyerek yeni bir yol icat etti (mBio 2017, DOI: 10.1128/mBio.00621-17). Mikrobiyal sistem antosiyanini ilk üreten tür oldu.
Bu yöntemler antosiyanini hem daha ucuz bir karbon kaynağı olan glikoz kullanarak hem de genetiği değiştirilmiş bakteri sayesinde daha tutarlı kalitede ve bitki özütlemesinden daha ucuz maliyetle üretiliyor.
Koffas ve ekip arkadaşları öncelikle mikrobiyal sistemi antosiyanin kalistefin sentezleyecek şekilde dizayn ettiler. Kalistefin biyosentezi, fazla miktarda gen içerdiği için -15- araştırmacılar tek bir bakteri türüne doğal ürünü sentezletemediler. Ancak bu zorluğu bakteri soyunu dörde çıkararak atlattılar. 15 biyosentetik adımdan birkaçı E.coli bakterisinin içinde doğal olarak oluyordu fakat diğerlerini araştırmacılar sonradan ekledi. Bu biyosentetik sistem aynı zamanda başka antosiyaninler üretmek için de kullanılabilir.
“Bu çalışma biyomühendislere biyosentetik iş yükünü ikiden fazla soya bölerek her soydaki yükü azaltabileceklerini gösterdi.” diyor Rutgers Üniversitesi’nden metabolizma mühendisi Haoran Zhang. “Bu da fazla miktarda enzim işin içine girdiğinde kompleksleşen biyosentetik mekanizmalara yeni bir bakış açısı getiriyor.” diye ekliyor.
MIT’de biyokimya ve metobalizma mühendis uzmanı olan Gregory Stephanopoulos bu çalışmanın her biri biyosentetik mekanizmada farklı bir görev üstlenen E. Coli soylarının birlikte kültür edilmesinin istikrarlı bir şekilde dayandığını gösterdiğini söylüyor. “Bu çalışma metabolizma mühendisliğinin yenilenebilir hammaddelerden kompleks molekül sentezlenmesindeki rolüne farklı bir boyut kazandırıyor.” diyor.
Şu anda tasarlanan organizmalar makul miktarda antosiyanin üretebiliyor; sadece 10 mg/L konsantrasyonlarında. Ancak araştırmacılar sistemin üretkenliğini endüstriyel olarak kullanılabilir g/L seviyelerine çekmek için güçlendirmeye çalışıyor.
Tasarlanan türlerden biri halihazırda g/L seviyesinde antosiyaninin biyosentetik mekanizmasında ara ürünler olan p-kumarik asit ve kafeik asit gibi fenil propanoik asitler üretiyor. Araştırmacılara göre fenil propanoik asit antioksidan, anti kanser ve antifungal özelliklere sahip ve kendi başlarına potansiyel olarak endüstride kullanılabilir değerli ürünler.
Kaynak: acs.org
