Makkelijk te produceren bioplastic stap dichterbij

Het biologisch afbreekbare polylactaat (PLA) is een interessant biobased alternatief voor petrochemisch geproduceerde plastics. Helaas is het niet mogelijk om melkzuur fermentatief te polymeriseren, hier is een apart polymerisatieproces voor nodig. Poly-3-hydroxybutyraat (PHB) aan de andere kant is een plastic dat door bacteriën zelf wordt gepolymeriseerd en in de cel opgeslagen. Melkzuur inbouwen in PHB-ketens zou de kosten voor PLA-productie dus flink kunnen drukken en dit is precies wat Sang Yup Lee van de KAIST-universiteit in Zuid Korea heeft gedaan. Daar ontwikkelde men een Escherichia coli die dit kunstje goed kan. Hij maakt 1 kg copolymeer uit nog geen 2 kg glucose. Voor de productie van 1 kg homopolymeer PLA gebruikt de bacterie 6 kg glucose.

Om E. coli zover te krijgen kreeg hij wat extra enzymen; uit Clostridium propionicum kwam de machinerie om melkzuur (en boterzuur) aan co-enzym A te koppelen. Vervolgens levert Pseudomonas het enzym om het zuur van co-enzym A over te dragen aan de groeiende polymeerketen. Ook leverde Cupriavidus necator wat genen om het plastic uit louter glucose te kunnen maken.

De mooie eindcijfers waren niet mogelijk geweest zonder nog wat verdere aanpassingen aan zowel enzym als de regulatie van de genen. Het enzym uit C. propionicum had nog wat aanpassing nodig en random mutaties zorgden ervoor dat het nu makkelijker met melkzuur om gaat. De metabole routes in E. coli zijn daarna nog doorgerekend en geoptimaliseerd door wat genen uit te zetten en promoters te veranderen. De gevolgde weg laat zien hoe het mogelijk is om in de toekomst het arsenaal aan polymeren uit hernieuwbare grondstoffen te gaan uitbreiden.

Bron: wiley