Coflobiopro: Continuous flow biocatalytic process for production of value-added chemicals using magnetic nanoparticle immobilized enzyme microreactors
Coflobiopro:使用磁性纳米颗粒固定化酶微反应器生产增值化学品的连续流生物催化工艺
基本信息
- 批准号:EP/X032078/1
- 负责人:
- 金额:$ 26万
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Fellowship
- 财政年份:2023
- 资助国家:英国
- 起止时间:2023 至 无数据
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The Coflobiopro project will establish an optimally functioning continuous enzyme cascade with pure glycerol as substrate to produce acetoin and 2,3-butanediol(2,3BD) as the major products. 2,3-BD has an extremely high industrial value with potential application in the sectors of aviation fuel, rubber, pharmaceuticals, methyl-ethyl ketone (fuel additive), foodstuff(diacetyl) and acetoin production (volatile food additive). The current global market values of the major downstream products from 2,3-BD is reported to be $43 billion per year with the value of acetoin reported to be approximately $30000 per ton. The project will utilize currently prevailing technological advancements in a catalytic flow through system packed in a single microreactor platform. Effective research strategies have been put forth towards generation of 2, 3 butanediol (2,3-BD) by bioengineered microbial species from renewable substrates but with limited success rate since the terminal product is low in volume. To counter this, we have devised a synthetic metabolic pathway mediated by magnetic nanoparticle (MNP) immobilized biocatalysts in a packed bed enzymatic microreactor. Initially, we will ascertain the optimal conditions for product outputs for each of the sequential reaction steps in the study. The individual reactions catalyzed by the MNP immobilized enzymes alditol oxidase, dihydroxy acid dehydratase, a-acetolactate synthase, a-acetolactate decarboxylase and butanediol dehydrogenase in individual reactors will determine the conditions that lends optimal output of the resultant products. Finally, the optimized proportions of the MNP-immobilised enzymes will be loaded in a single reactor and the reactions will be performed under optimized conditions in continuous mode. The novelty of Coflobiopro is that it incorporates optimally functioning MNP immobilized enzymes aligned in a sequential manner in a microreactor for generation ofvalue-added biofuels in a continuous biocatalytic cascade.
Coflobiopro项目将以纯甘油作为底物建立最佳功能性的连续酶级联反应,以产生乙酸和2,3-丁烷二醇(2,3BD)作为主要产物。 2,3-BD具有极高的工业价值,在航空燃料,橡胶,药品,甲基 - 乙基酮(燃料添加剂),FoodStuff(二乙酰基)和乙酸一酯的生产(挥发性食品添加剂)的行业中具有潜在的应用。据报道,主要下游产品的当前全球市场价值为每年430亿美元,据报道,乙ato的价值约为每吨30000美元。该项目将利用当前通过包装在单个微反应器平台中的系统催化流中的催化流中的技术进步。已经提出了有效的研究策略,该策略是通过可再生底物的生物工程微生物物种(2,3-bd)产生的,但成功率有限,因为末端产物的体积较低。为了解决这个问题,我们设计了一种由磁性纳米颗粒(MNP)介导的合成代谢途径,该途径固定在包装的床酶微反应器中。最初,我们将确定研究中每个顺序反应步骤的产品输出的最佳条件。由MNP固定酶醛醇氧化酶,二羟基酸脱氢酶,a-乙酰酸合成酶,A-乙乙酸脱羧酶和丁烷类脱氢酶在单个反应器中催化的个体反应将确定借出最佳产物产物的最佳输出的条件。最后,将在单个反应器中加载MNP氧化酶的优化比例,并将在连续模式下在优化条件下执行反应。 Coflobiopro的新颖性是,它结合了在连续生物催化级联中以微反应器排列的最佳功能固定的固定酶,以序列方式对齐,以产生值添加的生物燃料。
项目成果
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