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Fotoproducción microbiana de n-heptano

Autores: Baca-Porcel, Ángel; Palakiyém Samire, Poutoum; Legeret, Bertrand; Auroy-Tarrago, Pascaline; Veillet, Florian; Giacalone, Cécile; Cuine, Stéphan; Moulin, Solène; Peltier, Gilles; Li-Beisson, Yonghua; Beisson, Fred; Sorigué, Damien

Idioma: Inglés

Editor: Vijai Kumar Gupta

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo OA
2025

Fotoproducción microbiana de n-heptano


Categoría

Energía

Subcategoría

Energía biomasa

Palabras clave

Biocombustible de reemplazo
Ingeniería metabólica
Fotobiocatálisis
Producción de hidrocarburos
Estrategia de cocultivo
Fotodescarboxilasa de ácidos grasos

Licencia

CC BY – Atribución

Consultas: 22

Citaciones: Biofuel Research Journal Vol. 12 Núm. 3


Descripción

La fotoenzima fatty acid photodecarboxylase (FAP) ha surgido como un catalizador prometedor para la producción biológica redox-neutral de hidrocarburos. Estudios previos han demostrado que FAP puede convertir de manera eficiente ácidos grasos de cadena media, como el ácido n-octanoico, en hidrocarburos, superando a sus sustratos naturales de ácidos grasos de cadena larga (C16-C18). Esta observación amplía las aplicaciones potenciales de FAP para incluir disolventes y combustibles para aviación. Sin embargo, la disponibilidad limitada de fuentes naturales de ácido n-octanoico representa un desafío para la implementación industrial de la bioproducción de n-heptano. Este estudio investiga la capacidad de síntesis de hidrocarburos de una cepa de E. coli que expresa FAP y produce ácido n-octanoico, precursor del n-heptano, mediante una tioesterasa específica de octanoil-ACP. Se probaron varias FAP y tioesterasas. Un promotor inducible por luz azul aseguró una alta expresión de ambas enzimas, eliminando la necesidad de inductores químicos. La fusión de FAP con tioredoxina aumentó la producción de n-heptano 12 veces. Mediante una estrategia de co-cultivo, donde una cepa produce ácido n-octanoico y otra lo convierte en n-heptano, la producción de hidrocarburos se incrementó 14 veces en comparación con la co-expresión de FAP y la tioesterasa. Los co-cultivos operados en modo lote en fotobiorreactores de 100 mL permitieron la recuperación de n-heptano con pureza superior al 90%, alcanzando un rendimiento de 272 mg·L⁻¹ en 56 h. Este trabajo sienta las bases para el desarrollo de una bioproducción industrial de n-heptano.

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