1,3-プロパンジオールの微生物生産

グリセロールの発酵による1,3-プロパンジオール（1,3-PD）生産は1881年に記載されましたが、この微生物ルートには1世紀以上にわたってほとんど注意が払われていませんでした。1,3-PDへのグリセロール変換は、クロストリジウムと腸内細菌科によって実行できます。酸化経路の主な中間体はピルビン酸塩であり、さらに利用すると、CO2、H2、酢酸、ブチレート、エタノール、ブタノール、2,3-ブタンジオールが生成されます。さらに、乳酸とコハク酸塩が生成されます。グリセロールあたり1,3-PDの収率は、主に（酸化経路の）製品分布の影響を受け、まず使用される微生物だけでなくプロセス条件にも依存しているNADH2の可用性によって決定されます（タイプのタイプにも依存します。発酵、基質過剰、さまざまな阻害）。過去10年間で、DIOLがさまざまなポリコンセートに使用できるため、1,3-PDの微生物を生産する研究はかなり拡大しました。特に、有用な特性を持つポリエステルを製造できます。「グリーン」ポリエステルを作成するための前提条件は、1,3-PDの最も費用対効果の高い生産であり、実際には、グリセロールの代わりにグルコースなどの代替基板を使用することによってのみ実現できます。したがって、グルコースからグリセロールへの経路をグリセロールから1,3-PDまでの細菌の経路と正常に組み合わせるために、多大な努力が払われています。したがって、1,3-PDは、遺伝子操作された微生物によって生成される最初のバルク化学物質になる可能性があります。

1,3-Propanediol (1,3-PD) production by fermentation of glycerol was described in 1881 but little attention was paid to this microbial route for over a century. Glycerol conversion to 1,3-PD can be carried out by Clostridia as well as Enterobacteriaceae. The main intermediate of the oxidative pathway is pyruvate, the further utilization of which produces CO2, H2, acetate, butyrate, ethanol, butanol and 2,3-butanediol. In addition, lactate and succinate are generated. The yield of 1,3-PD per glycerol is determined by the availability of NADH2, which is mainly affected by the product distribution (of the oxidative pathway) and depends first of all on the microorganism used but also on the process conditions (type of fermentation, substrate excess, various inhibitions). In the past decade, research to produce 1,3-PD microbially was considerably expanded as the diol can be used for various polycondensates. In particular, polyesters with useful properties can be manufactured. A prerequisite for making a "green" polyester is a most cost-effective production of 1,3-PD, which, in practical terms, can only be achieved by using an alternative substrate, such as glucose instead of glycerol. Therefore, great efforts are now being made to combine the pathway from glucose to glycerol successfully with the bacterial route from glycerol to 1,3-PD. Thus, 1,3-PD may become the first bulk chemical produced by a genetically engineered microorganism.