مقایسه مسیرهای زیستی تولید 1،2،4-بوتان‌تریول در میزبان‌های باکتریایی، قارچی و گیاهی

فتحی, فرزانه; هراتی, مهدیه; دهقان عصمت آبادی, محمد جواد; دلدار, علی اصغر

doi:10.48311/biot.2026.103441.0

مقایسه مسیرهای زیستی تولید 1،2،4-بوتان‌تریول در میزبان‌های باکتریایی، قارچی و گیاهی

نوع مقاله : مروری تحلیلی

نویسندگان

فرزانه فتحی ¹

مهدیه هراتی ¹

محمد جواد دهقان عصمت آبادی ²

علی اصغر دلدار ³

¹ دانشجوی کارشناسی ارشد زیست فناوری مولکولی، مرکز تحقیقات علوم و فناوری زیستی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

² استادیار، مرکز تحقیقات علوم و فناوری زیستی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

³ استادیار، مرکز تحقیقات علوم و فناوری زیستی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر.

https://doi.org/10.48311/biot.2026.103441.0

چکیده

1و2و4-بوتان‌تریول یک ماده شیمیایی با ارزش است که کاربردهای گسترده‌ای در بسیاری از زمینه‌ها دارد. در حال حاضر، بوتان‌تریول عمدتاً با روش‌های شیمیایی سنتز می‌شود که با شرایط واکنش سخت، گزینش‌پذیری ضعیف، تولید محصولات جانبی متعدد و آلودگی محیطی همراه است. در سال‌های اخیر، تولید زیستی بوتان تریول با موفقیت از قندهای ارزان قیمت از طریق مسیرهای بیولوژیکی انجام شده است که دارای شرایط ملایم‌تر و آلودگی زیست‌محیطی کمتری در مقایسه با روش‌های پتروشیمی سنتی است. باتوجه به اینکه دی-زایلوز دومین قند فراوان در طبیعت است، تبدیل آن به محصولات می‌تواند به‌طور قابل توجهی اقتصاد فرآیندهای مبتنی بر بیومس را بهبود بخشد. دو مسیر متابولیسمی فسفریلاسیون دی-زایلوز (مسیر ایزومراز که عمدتاً در باکتری‌ها یافت می‌شود و مسیر oxo-reductive که در قارچ‌ها وجود دارد) به خوبی مطالعه شده‌اند. مسیرهای غیر فسفریلاسیون نیز وجود دارند که به نام مسیرهای اکسیداتیو زایلوز شناخته می‌شوند و مزایای زیادی نسبت به مسیرهای فسفریلاسیون سنتی دارند. مهندسی متابولیک سویه‌های میزبان غیرمتعارف با استفاده از ابزارهای ویرایش ژن جدید بر اساس سیستم Cas9/CRISPR، تولید اقتصادی و پایدار بوتان تریول را از بیومس تجدیدپذیر ممکن می‌سازد. پیشرفت‌های چشمگیر در تحلیل داده‌های اُمیکس در کنار ابزارهای هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، به رویکردهای تحول‌آفرینی تبدیل شده‌اند. این ابزارهای پیشرفته امکان طراحی سیستماتیک سلول‌ها، شناسایی و اولویت‌بندی مسیرهای متابولیکی نوین، طراحی آنزیم‌های کارآمد با کارایی بالا و تنظیم دقیق بیان ژن‌ها را در میزبان‌های متفاوت برای رسیدن به بیشینه تولید بوتان تریول فراهم می‌آورند. هدف اصلی این مقاله بررسی مسیرهای بیوسنتزی جدید و کارآمد بوتان تریول در میزبان‌های مختلف است.

کلیدواژه‌ها

بوتان تریول

بیوسنتز

زایلوز

لیگنوسلولز

موضوعات