有機酸のバイオ生産における膜輸送体：産業応用のための最新技術と将来の展望

Membrane transporters in the bioproduction of organic acids: state of the art and future perspectives for industrial applications.

• I Soares-Silva
• D Ribas
• M Sousa-Silva
• J Azevedo-Silva
• T Rendulić
• M Casal

抄録

モノカルボン酸、ジカルボン酸、または糖酸などのより複雑な分子のような有機酸は、これらの化合物がポリマー、食品、農業、製薬分野のプラットフォーム化学物質として使用されているため、産業界で大きな適用可能性を示してきました。これらの化合物の化学合成は、現在、石油誘導体からの化学合成が主な生産源となっています。しかし、環境問題への関心の高まりから、微生物による有機酸の生産が求められています。現在のトレンドは、微生物の細胞増殖を維持し、有機酸へのバイオマス変換を有効利用するために、産業廃棄物を利用することです。効率的で費用対効果の高いバイオ生産を実現するためには、微生物の細胞膜を介した有機酸の輸送が重要なボトルネックとなっています。膜トランスポータータンパク質は、基質の輸入と最終製品の輸出を最適化するための重要な要素である。いくつかのトランスポーターが有機酸生産種で発現しており、その結果、細胞外媒体での最終生成物の力価が増加し、より高い生産性レベルが得られるようになっている。このレビューでは、有機酸の血漿膜輸送に関する最新の技術を、産業用バイオテクノロジーへの影響とともに紹介する。

Organic acids such as monocarboxylic acids, dicarboxylic acids or even more complex molecules such as sugar acids, have displayed great applicability in the industry as these compounds are used as platform chemicals for polymer, food, agricultural and pharmaceutical sectors. Chemical synthesis of these compounds from petroleum derivatives is currently their major source of production. However, increasing environmental concerns have prompted the production of organic acids by microorganisms. The current trend is the exploitation of industrial biowastes to sustain microbial cell growth and valorize biomass conversion into organic acids. One of the major bottlenecks for the efficient and cost-effective bioproduction is the export of organic acids through the microbial plasma membrane. Membrane transporter proteins are crucial elements for the optimization of substrate import and final product export. Several transporters have been expressed in organic acid-producing species, resulting in increased final product titers in the extracellular medium and higher productivity levels. In this review, the state of the art of plasma membrane transport of organic acids is presented, along with the implications for industrial biotechnology.

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