Koreya Qabaqcıl Elm və Texnologiya İnstitutu (KAIST) tərəfindən

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilmişdir , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriLutein tozunun hazırlanmasının nümayişi. Kredit: Təbiətin sintezi (2025). DOI: 10.1038/s44160-025-00826-3

KAIST-də bir araşdırma qrupu, sənaye baxımından müvafiq səviyyələrdə lutein istehsal edə bilən bir mikrob ştamını uğurla tərtib etdi. Kimya və Biomolekulyar Mühəndislik Departamentindən görkəmli professor Sanq Yup Linin rəhbərlik etdiyi komanda, əvvəlki mikrob lutein istehsalı səylərinin məhdudiyyətlərini aradan qaldırmaq üçün sistemlərin metabolik mühəndisliyi strategiyalarından istifadə edərək yeni C. glutamicum ştammı işləyib hazırladı.

Bu tədqiqatın qida, əczaçılıq və kosmetika sahələrində istifadə olunan digər sənaye əhəmiyyətli təbii məhsulların səmərəli istehsalı üçün faydalı olacağı gözlənilir. Tədqiqat Nature Synthesis jurnalında dərc olunub .

Lutein yumurta sarısı , meyvə və tərəvəzlərdə olan ksantofil karotenoididir və gözlərimizi oksidləşdirici stressdən qorumaqda və makula degenerasiyası və katarakt riskini azaltmaqda rolu ilə məşhurdur . Hal-hazırda kommersiya lutein əsasən marigold çiçəklərindən çıxarılır; lakin bu yanaşmanın bir sıra çatışmazlıqları var, o cümlədən uzun becərmə vaxtları, yüksək əmək məsrəfləri və səmərəsiz hasilat məhsuldarlığı onu irimiqyaslı istehsal üçün iqtisadi cəhətdən mümkünsüz edir. Bu çağırışlar alternativ istehsal üsullarına tələbi artırıb.

Bu problemləri həll etmək üçün KAIST tədqiqatçıları, o cümlədən Ph.D. Namizəd Hyunmin Eun, Dr. Cindy Pricilia Surya Prabowo və görkəmli professor Sang Yup Lee, sənaye fermentasiyasında geniş istifadə olunan GRAS (Ümumiyyətlə Təhlükəsiz kimi tanınan) mikroorqanizm olan C. glutamicum mühəndisinə sistemlər mübadiləsi mühəndisliyi strategiyalarını tətbiq etdilər. Əvvəllər mikrob lutein istehsalı üçün tədqiq edilmiş Escherichia coli-dən fərqli olaraq, C. glutamicum-da endotoksinlər yoxdur, bu da onu qida və əczaçılıq tətbiqləri üçün daha təhlükəsiz və daha əlverişli bir seçim edir.

Bu tədqiqat sistemlərin metabolik mühəndisliyi vasitəsilə bərpa olunan karbon mənbəyi kimi qlükoza istifadə edərək yüksək səviyyəli lutein istehsalını təfərrüatlandırır. Komanda, əvvəllər mikrob lutein sintezini məhdudlaşdıran metabolik darboğazların aradan qaldırılmasına diqqət yetirdi. Tədqiqatçılar ferment iskele əsaslı elektron kanallaşdırma strategiyalarından istifadə edərək, arzuolunmaz əlavə məhsulları minimuma endirərkən lutein biosintezinə doğru metabolik axını yaxşılaşdırdılar.

Məhsuldarlığı artırmaq üçün metabolik yolda darboğaz fermentləri müəyyən edilmiş və optimallaşdırılmışdır. Lutein biosintezinin məhdudlaşdırılmasında elektron tələb edən sitoxrom P450 fermentlərinin böyük rol oynadığı müəyyən edilmişdir. Bu məhdudiyyəti aradan qaldırmaq üçün elektron kanalizasiya strategiyası həyata keçirildi, burada mühəndis sitoxrom P450 fermentləri və onların reduktaza tərəfdaşları daha səmərəli elektron ötürülməsinə və lutein istehsalını əhəmiyyətli dərəcədə artırmağa imkan verən sintetik skafoldlarda məkan olaraq təşkil edildi.

Mühəndislik əsasında hazırlanmış C. glutamicum ştammı qidalı partiya fermentasiyasında daha da optimallaşdırılıb və 54 saat ərzində 19,51 mq/gDCW məzmunu və 32,88 mq/L/saat məhsuldarlığı ilə rekord qıran 1,78 q/L lutein istehsalına nail olub. Bu mərhələ bitki əsaslı lutein ekstraksiyasını mikrob fermentasiya texnologiyası ilə əvəz etməyin mümkünlüyünü nümayiş etdirir.

“Biz təxmin edə bilərik ki, bu mikrob hüceyrəsi fabrikində luteinin kütləvi istehsalı hazırkı bitki ekstraksiyasına əsaslanan prosesi əvəz edə bilər” dedi Ph.D. Namizəd Hyunmin Eun. O, bu işdə hazırlanmış inteqrasiya olunmuş metabolik mühəndislik strategiyalarının əczaçılıq və qida məhsullarında istifadə olunan digər qiymətli təbii məhsulların səmərəli istehsalı üçün geniş şəkildə tətbiq oluna biləcəyini vurğuladı.

“Qocalmış cəmiyyətdə sağlamlığın qorunması getdikcə daha vacib hala gəldikcə, biz burada inkişaf etdirilən texnologiya və strategiyaların digər tibbi və qida baxımından əhəmiyyətli təbii məhsulların istehsalında əsas rol oynayacağını gözləyirik” deyən görkəmli professor Sanq Yup Li əlavə etdi.

Daha çox məlumat: Hyunmin Eun və digərləri, Mühəndisləşdirilmiş Corynebacterium tərəfindən luteinin qram-litre miqyaslı istehsalı, Təbiət Sintezi (2025). DOI: 10.1038/s44160-025-00826-3

Jurnal məlumatı: Təbiət sintezi 

Koreya Qabaqcıl Elm və Texnologiya İnstitutu (KAIST) tərəfindən təmin edilmişdir