वर्तमान में दुनिया प्लास्टिक कचरे से होने वाली पर्यावरणीय समस्याओं से जूझ रही है। केएआईएसटी शोध दल ने एक माइक्रोबियल-आधारित प्लास्टिक का उत्पादन करने में सफलता हासिल की है जो बायोडिग्रेडेबल है और मौजूदा पीईटी बोतलों की जगह ले सकता है, जिससे यह एक गर्म विषय बन गया है।
विश्वविद्यालय ने 7 नवंबर को घोषणा की कि केमिकल और बायोमोलेक्यूलर इंजीनियरिंग विभाग के प्रतिष्ठित प्रोफेसर सांग यूप ली की शोध टीम एक माइक्रोबियल स्ट्रेन विकसित करने में सफल रही है जो सिस्टम मेटाबॉलिक इंजीनियरिंग का उपयोग करके पॉलीइथाइलीन टेरेफ्थेलेट (पीईटी) को बदलने के लिए स्यूडोएरोमैटिक पॉलिएस्टर मोनोमर का कुशलतापूर्वक उत्पादन करती है। .
जब पॉलिमर के रूप में संश्लेषित किया जाता है तो स्यूडोएरोमैटिक डाइकारबॉक्सिलिक एसिड में सुगंधित पॉलिएस्टर (पीईटी) की तुलना में बेहतर भौतिक गुण और उच्च बायोडिग्रेडेबिलिटी होती है, और यह एक पर्यावरण-अनुकूल मोनोमर * के रूप में ध्यान आकर्षित कर रहा है जिसे पॉलिमर में संश्लेषित किया जा सकता है। रासायनिक विधियों के माध्यम से स्यूडोएरोमैटिक डाइकारबॉक्सिलिक एसिड के उत्पादन में कम उपज और चयनात्मकता, जटिल प्रतिक्रिया की स्थिति और खतरनाक अपशिष्ट की पीढ़ी की समस्याएं होती हैं।
इस समस्या को हल करने के लिए, प्रोफेसर सांग यूप ली की शोध टीम ने एक माइक्रोबियल स्ट्रेन विकसित करने के लिए मेटाबॉलिक इंजीनियरिंग का उपयोग किया, जो कुशलतापूर्वक पांच प्रकार के स्यूडोएरोमैटिक डाइकारबॉक्सिलिक एसिड का उत्पादन करता है, जिसमें 2-पाइरोन-4,6-डाइकारबॉक्सिलिक एसिड और चार प्रकार के पाइरीडीन डाइकारबॉक्सिलिक एसिड शामिल हैं (2, 3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-पाइरीडीन डाइकारबॉक्सिलिक एसिड), कोरिनेबैक्टीरियम में, एक जीवाणु जो मुख्य रूप से अमीनो एसिड उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है।
अनुसंधान टीम ने एक प्लेटफ़ॉर्म माइक्रोबियल स्ट्रेन बनाने के लिए मेटाबोलिक इंजीनियरिंग तकनीकों का उपयोग किया जो प्रोटोकैच्यूइक एसिड के चयापचय प्रवाह को बढ़ाता है, जिसका उपयोग कई स्यूडोएरोमैटिक डाइकारबॉक्सिलिक एसिड के अग्रदूत के रूप में किया जाता है, और अग्रदूतों के नुकसान को रोकता है।
इसके आधार पर, ट्रांस्क्रिप्टोम विश्लेषण के माध्यम से आनुवंशिक हेरफेर लक्ष्य की खोज की गई, जिससे 76.17 ग्राम/लीटर 2-पाइरोन-4,6-डाइकारबॉक्सिलिक एसिड का उत्पादन हुआ, और तीन प्रकार के पाइरीडीन डाइकारबॉक्सिलिक एसिड उत्पादन चयापचय मार्गों की नई खोज और निर्माण करके, सफलतापूर्वक 2.79 का उत्पादन किया गया। 2,3-पाइरीडीन डाइकारबॉक्सिलिक एसिड का ग्राम/लीटर, 2,4-पाइरीडीन डाइकारबॉक्सिलिक एसिड का 0.49 ग्राम/लीटर, और 2,5-पाइरीडीन डाइकारबॉक्सिलिक एसिड का 1.42 ग्राम/लीटर।
इसके अलावा, अनुसंधान टीम ने 2,6-पाइरीडीन डाइकारबॉक्सिलिक एसिड बायोसिंथेसिस मार्ग के निर्माण और सुदृढीकरण के माध्यम से 15.01 ग्राम/लीटर के उत्पादन की पुष्टि की, जिससे उच्च दक्षता के साथ कुल पांच समान सुगंधित डाइकारबॉक्सिलिक एसिड का सफलतापूर्वक उत्पादन हुआ।
निष्कर्ष में, टीम दुनिया की उच्चतम सांद्रता में 2,4-, 2,5- और 2,6-पाइरीडीन डाइकारबॉक्सिलिक एसिड का उत्पादन करने में सफल रही। विशेष रूप से, 2,4-, 2,5-पाइरीडीन डाइकारबॉक्सिलिक एसिड ने जी/एल के पैमाने पर उत्पादन हासिल किया, जो पहले बेहद कम मात्रा (मिलीग्राम/एल) में उत्पादित किया गया था।
इस अध्ययन के आधार पर, यह उम्मीद की जाती है कि इसे विभिन्न पॉलिएस्टर उत्पादन औद्योगिक प्रक्रियाओं पर लागू किया जाएगा, और यह भी उम्मीद की जाती है कि समान सुगंधित पॉलिएस्टर के उत्पादन पर अनुसंधान में इसका सक्रिय रूप से उपयोग किया जाएगा।
संबंधित लेखक, प्रोफेसर सांग यूप ली ने कहा, “महत्व इस तथ्य में निहित है कि हमने एक पर्यावरण-अनुकूल तकनीक विकसित की है जो सूक्ष्मजीवों के आधार पर समान सुगंधित पॉलिएस्टर मोनोमर्स का कुशलतापूर्वक उत्पादन करती है,” और “यह अध्ययन सूक्ष्मजीव-आधारित जैव में मदद करेगा -मोनोमर उद्योग भविष्य में पेट्रोकेमिकल-आधारित रसायन उद्योग का स्थान ले लेगा।”
इस अध्ययन के नतीजे 30 अक्टूबर को अंतरराष्ट्रीय शैक्षणिक पत्रिका, प्रोसीडिंग्स ऑफ द नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज ऑफ यूनाइटेड स्टेट्स ऑफ अमेरिका (पीएनएएस) में प्रकाशित हुए थे।
यह अध्ययन अग्रणी जैव-आधारित रसायन उद्योग परियोजना के लिए अगली पीढ़ी की बायोरिफाइनरी प्लेटफार्म प्रौद्योगिकियों के विकास और अगली पीढ़ी की बायोरिफाइनरीज परियोजना के लिए माइक्रोबियल सेल कारखानों की प्लेटफार्म प्रौद्योगिकियों के विकास के समर्थन से आयोजित किया गया था (प्रोजेक्ट लीडर: प्रोफेसर सांग युप ली) ) कोरिया के विज्ञान और प्रौद्योगिकी मंत्रालय और आईसीटी द्वारा समर्थित राष्ट्रीय अनुसंधान फाउंडेशन से।
