SBIR Phase IB: Metabolic Engineering for Clostridial Biotechnology

SBIR IB 期:梭菌生物技术的代谢工程

基本信息

  • 批准号:
    1003696
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2010-01-01 至 2010-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This Small Business Innovation Research (SBIR) Phase IB project aims to develop platform clostridia strains suitable for industrial scale alcohol production from renewable feedstocks and also to improve metabolic engineering technologies for all clostridia. Clostridia are strictly anaerobic endospore forming prokaryotes of major importance to cellulose degradation, human and animal health and physiology, and anaerobic degradation of simple and complex carbohydrates. Obstacles for the industrial use of these organisms include the development of genetic and metabolic engineering tools and strategies that could lead to strains suitable for production of chemicals and fuels from renewable feedstocks. This project focuses on developing metabolic engineering strategies and strains of solventogenic clostridia for the production of chemicals and biofuels. Through novel approaches, this project aims to solve three important bioprocessing bottlenecks: 1) product formation characteristics, 2) product yield and selectivity, 3) and suitable characteristics for repeated fed-batch or continuous fermentations. Anticipated outcomes of this project are clostridia strains that overcome the aforementioned bioprocessing bottlenecks and improved metabolic engineering technologies that are applicable to all clostridia. The borader/commercial impacts of this project include the development of improved biorefinery and biofuel technologies. Oil supplies for producing chemicals and fuels are becoming increasingly limiting and unreliable. Moreover, use or combustion of non-renewable chemicals and fuels detrimentally impacts the climate of our planet. Biomass is a carbon-neutral renewable resource for producing chemicals and fuels and the basis for the biorefinery concept. Solventogenic, butyric-acid clostridia played a major industrial role in the production of acetone and butanol in the past. Metabolic engineering of solventogenic clostridia may lead to industrial processes for production of chemicals such as butyric acid, butanol, butanediol, propanol, and acetoin, and production of hydrogen. Some of these chemicals can serve as biofuels directly, while others can be used for chemical conversion to biofuels. A major advantage of these organisms is that they can directly ferment a large spectrum of simple and complex carbohydrates including lignocellulosics with minimal pretreatment. The commercial potential of metabolically engineered solventogenic clostridia is exceptional but remains largely unexplored. This project aims to capture and demonstrate part of this potential.
这项小型企业创新研究(SBIR)阶段IB项目旨在开发适合工业规模的酒精生产的平台梭菌菌株,从可再生原料,并改善整个梭状芽孢杆菌的代谢工程技术。梭状芽胞杆菌是严格的厌氧性内孢子,形成了对纤维素降解,人类和动物健康和生理学以及简单复杂碳水化合物的厌氧降解至关重要的原核生物。这些生物的工业用途的障碍包括开发遗传和代谢工程工具和策略,这些工具可能导致适合于可再生原料生产化学物质和燃料的菌株。该项目着重于制定代谢工程策略以及用于生产化学物质和生物燃料的溶剂生成梭状芽胞杆菌的菌株。通过新颖的方法,该项目旨在解决三个重要的生物处理瓶颈:1)产品形成特征,2)产品产量和选择性,3)和适合重复的喂食或连续发酵的合适特性。该项目的预期结果是梭状芽胞杆菌菌株,它可以克服上述生物处理瓶颈和改进的代谢工程技术,这些技术适用于所有梭状芽胞杆菌。该项目的鲍拉德/商业影响包括开发改进的生物填充和生物燃料技术。生产化学物质和燃料的石油供应越来越多地限制和不可靠。此外,使用或燃烧不可再生的化学物质和燃料会对我们地球的气候有所不利影响。生物量是一种可再生的可再生资源,用于生产化学物质和燃料,也是生物融资概念的基础。过去,溶剂源性丁酸梭状芽胞杆菌在过去的丙酮和丁醇的生产中起着重要的工业作用。溶剂生成梭状芽胞杆菌的代谢工程可能会导致产生化学物质(例如丁酸,丁醇,丁二醇,丙醇和乙醇)的工业过程,以及氢的产生。这些化学物质中的一些可以直接用作生物燃料,而其他化学物质可以用于化学转化为生物燃料。这些生物的一个主要优点是它们可以直接发酵大量简单且复杂的碳水化合物,包括木质纤维素的预处理最少。代谢工程的溶剂生成性梭状芽胞杆菌的商业潜力是例外,但在很大程度上尚未探索。该项目旨在捕捉并证明部分潜力。

项目成果

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数据更新时间:2024-06-01

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