Wood Juice Valorization through Production of Poly(3-hydroxybutyrate-<i>co</i>-3-hydroxyvalerate) Using <i>Bacillus</i> sp. G8_19

Ciesielski, Sławomir; Adu, Elizabeth Obeyaa; Możejko-Ciesielska, Justyna; Pokój, Tomasz; Wilke, Andreas

doi:10.1021/acssuschemeng.1c06856

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“…Polyhydroxyalkanoaten durch die Kultivierung mit Bacillus sp. G8_19 eingesetzt werden (Ciesielski et al, 2021). Eichenholzspäne finden unter anderem Einsatz in der Kultivierung des Basidiomyceten Grifola frondosa zur Gewinnung von Xylanasen und Cellulasen (Montoya et al, 2012).…”

Section: Ahornholzunclassified

Biokatalytische Entstehung von Sesquiterpenoiden

Püth,

Berger,

Krings

et al. 2024

Lebensmittelchemie

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Aromastoffe spielen eine Schlüsselrolle in der Lebensmittelindustrie und bei der Kaufentscheidung der Verbraucher. Dabei achten Kunden verstärkt auf die Natürlichkeit der Produkte und nachhaltige Herstellungsverfahren. Um diesen Vorgaben nachzukommen, rücken höhere Pilze als Produzenten von natürlichen Aromastoffen sowie als Quelle für lebensmitteltechnologisch relevante Enzyme zur Herstellung und Qualitätsverbesserung von Lebensmitteln in den Fokus.Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde der Basidiomycet Cerrena unicolor (Cun) als Sesquiterpenproduzent untersucht. Im Genom des Pilzes konnten mit Hilfe von Sequenzvergleichen 14 Sesquiterpensynthasen (STS) identifiziert werden. Zehn von ihnen wurden anschließend erfolgreich heterolog in Escherichia coli exprimiert, die Enzyme produziert und funktionell charakterisiert. Mittels tryptischem Verdau und anschließendem peptide mass fingerprinting konnten die vorhergesagten Proteinsequenzen bestätigt werden. Die Sequenzvergleiche zeigten STS‐typische konservierte Motive sowie möglicherweise für Cun spezifische Homologien. Für die Untersuchung der Metallionenabhängigkeit wurden zwei STS aus Cun gewählt, die sich sowohl in der Anzahl der Produkte, als auch den produzierten Sesquiterpenen selbst unterschieden. Setzte man andere bivalente Metallionen als Mg2+ für die Zyklisierungsreaktion ein, zeigte sich, dass die ausgewählte Multiprodukt‐Cyclase promiskuitiver als die Cyclase mit nur einem Sesquiterpen als Produkt reagierte.Weiterhin konnte gezeigt werden, dass agro‐industrielle Nebenströme für die Kultivierung von Cun verwendet werden können und diese Einfluss auf die Sesquiterpenbiosynthese hatten. Eher kohlenhydratreiche Nebenströme wie Kartoffelstärke oder Weizenkleie hatten keinen positiven Einfluss auf die Produktausbeute. Für den lipidhaltigen Rapspresskuchen konnte jedoch eine deutliche Erhöhung der Produktausbeute nachgewiesen werden. Die Hypothese, dass durch β‐Oxidation der Lipide ein Überfluss an Acetyl‐CoA die Sesquiterpenproduktion boostet, konnte mittels 13C‐markiertem Acetat als Medienzusatz experimentell bestätigt werden.

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Section: Ahornholzunclassified

Biokatalytische Entstehung von Sesquiterpenoiden

Püth,

Berger,

Krings

et al. 2024

Lebensmittelchemie

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“…Are linear polymers of hydroxy acid residues connected by an ester bond. They are produced by a variety of microorganisms under conditions of excess carbon and limitation of essential nutrients, with the carbon source being accumulated as energy storage in the form of granular inclusions in the cell cytoplasm [ 109 , 110 ]. Monomers of different lengths can be obtained depending on the microorganism and the carbon source used.…”

Section: Scfas As Carbon Sources For Bioproductionmentioning

confidence: 99%

Production of short-chain fatty acids (SCFAs) as chemicals or substrates for microbes to obtain biochemicals

Tomás-Pejó,

González-Fernández,

Greses

et al. 2023

Biotechnol Biofuels

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Carboxylic acids have become interesting platform molecules in the last years due to their versatility to act as carbon sources for different microorganisms or as precursors for the chemical industry. Among carboxylic acids, short-chain fatty acids (SCFAs) such as acetic, propionic, butyric, valeric, and caproic acids can be biotechnologically produced in an anaerobic fermentation process from lignocellulose or other organic wastes of agricultural, industrial, or municipal origin. The biosynthesis of SCFAs is advantageous compared to chemical synthesis, since the latter relies on fossil-derived raw materials, expensive and toxic catalysts and harsh process conditions. This review article gives an overview on biosynthesis of SCFAs from complex waste products. Different applications of SCFAs are explored and how these acids can be considered as a source of bioproducts, aiming at the development of a circular economy. The use of SCFAs as platform molecules requires adequate concentration and separation processes that are also addressed in this review. Various microorganisms such as bacteria or oleaginous yeasts can efficiently use SCFA mixtures derived from anaerobic fermentation, an attribute that can be exploited in microbial electrolytic cells or to produce biopolymers such as microbial oils or polyhydroxyalkanoates. Promising technologies for the microbial conversion of SCFAs into bioproducts are outlined with recent examples, highlighting SCFAs as interesting platform molecules for the development of future bioeconomy.

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